Международная группа исследователей проанализировала биоразнообразие на самой высокой горе Земли. В результате масштабной научной работы, проведённой на Эвересте впервые, учёные обнаружили генетические образцы, которых в этой местности не должно было быть.
То, что осталось в природе
Эверест — высочайшая точка нашей планеты (8848 метров), но даже там могут обитать живые организмы. Биологи из Общества охраны дикой природы и Аппалачского государственного университета (США) решили тщательно изучить этот вопрос, используя методы генетического анализа. Результаты опубликованы в журнале iScience.
«Высокогорные экосистемы представляют собой живые лаборатории, дающие возможность изучать формы жизни, адаптированные к экстремальным условиям окружающей среды, — пишут учёные в своей статье. — Состав видов в этих экосистемах является полезным индикатором для мониторинга климатических и экологических изменений на верхних границах обитаемой среды. На сегодняшний день лишь немногие исследования были сосредоточены на документировании таксономического разнообразия в районе Эвереста и вокруг него на основе секвенирования ДНК. Проводились только исследования микробов и некоторых видов растений».
На протяжении четырёх недель биологи собирали пробы воды в десяти озёрах и ручьях на склонах Эвереста в непальском регионе Кхумбу, на высотах от 4500 до 5500 метров. Всего было собрано и проанализировано 20 литров. Учёные искали в них следы различных ДНК.
Такая ДНК, взятая не непосредственно из организма, а из образцов окружающей среды, называется экологической или эДНК. Её можно обнаружить в почве, воде, снеге и даже воздухе. Объектом исследования в этом случае становятся выделения животного, его шерсть, слизь, частички кожи — в общем, всё то, что попадает с тела в окружающую среду и остаётся в ней. Образцы собирают с помощью герметичного картриджа с фильтром — он улавливает генетический материал, который впоследствии анализируют в лаборатории с использованием секвенирования ДНК и других инструментов. Находя эДНК тех или иных организмов в природной среде, учёные получают возможность оценить её биоразнообразие.
За компанию с тихоходками
Что же удалось обнаружить? Исследователи идентифицировали ДНК организмов, принадлежащих к 187 таксономическим отрядам, что соответствует 16% всех известных отрядов живых организмов. (Примечательно, что часть суши, находящаяся на высоте более 4500 метров, занимает лишь 3% от площади всей суши Земли.)
Например, учёные нашли генетические следы коловраток и тихоходок — крошечных животных, которые способны переносить самые экстремальные и неблагоприятные условия. Они встречаются на Земле повсеместно. Тихоходки могут впадать в состояние анабиоза, высыхая и теряя в весе до 95%, и ждать годами, пока условия среды вновь не станут благоприятными. Тогда они оживают, начинают питаться и размножаться. Эксперименты показали, что эти беспозвоночные размером меньше миллиметра выдерживают температуру до −193 °C и радиацию, смертельную для других живых существ. Поэтому их присутствие на склонах Эвереста учёных не удивило.
А вот обнаружить эДНК домашних собак и куриц — многовековых спутников человека — они не ожидали. Найденные генетические следы этих животных, по мнению исследователей, свидетельствуют о том, что масштаб нашей деятельности, оказывающей влияние на окружающую среду и природные ландшафты, стал поистине гигантским.
Также в образцах воды из высокогорных озёр были обнаружены эДНК сосен, растущих далеко внизу. Из этого учёные сделали вывод, что ветер способен не только переносить пыльцу на большие расстояния вдоль поверхности Земли, но и забрасывать её на большую высоту. Другой интересной находкой стал генетический материал подёнки — крылатого насекомого, которое служит индикатором чистоты водоёмов.
Учёные рассчитывают проводить такие исследования регулярно: они помогут понять, как меняется экосистема Эвереста из-за глобального потепления. «Широкий спектр найденных таксонов можно будет использовать в качестве индикаторов для долгосрочного мониторинга и дальнейшего изучения биоразнообразия, — пишут авторы работы. — Они могут дать информацию о том, как горные экосистемы будут меняться по мере роста температур на Земле».
В целом же биологи были приятно удивлены полученными результатами. «Высокогорная эоловая среда, которая считалась в основном лишённой жизни, на самом деле обладает богатым биоразнообразием», — объясняет Трейси Сеймон, один из авторов проведённого исследования.