Neil Gemmell memiliki rencana rahasia untuk menemukan keberadaan Nessie the Loch Ness Monster.
Konten terkait
- Kunci Melindungi Kehidupan di Bumi Mungkin Mencobanya
- Segera, Anda Bisa Dapat Mengetahui apakah Ikan Akuarium Anda Tertangkap Sianida
- Spesies yang Terancam? Sains untuk Penyelamatan (Genetik)!
- Ilmuwan Dapat Memberitahu Ikan Hidup Di Mana Berdasarkan DNA di Dalam Air
Tidak, sungguh, dia sudah memikirkan ini. Jika ada sesuatu yang besar dan aneh yang hidup di Loch, itu akan membuang sel-sel yang penuh dengan DNA seperti yang lainnya. Mungkin banyak. Dan meskipun kita tidak memiliki dino-DNA di perpustakaan referensi untuk memeriksa sampel, Gemmell, seorang profesor genomik di University of Otago di Selandia Baru, mengatakan kita cukup tahu tentang bagaimana seharusnya terlihat untuk mengatakan apakah ada sebuah plesiosaurus yang hidup di Skotlandia masa kini.
Maka yang Anda butuhkan adalah cara untuk menentukan apakah ada DNA plesiosaurus yang mengambang di kedalaman berair itu. Masukkan eDNA. Tidak, ini bukan versi elektronik dari DNA. Dalam istilah yang paling sederhana, eDNA adalah apa yang oleh para ilmuwan disebut sebagai materi genetik yang diperoleh dari lingkungan daripada makhluk itu sendiri. Dan sementara eDNA secara teknis dapat ditemukan bersembunyi di tanah atau udara, air adalah media yang sangat berguna karena dapat dengan mudah dikumpulkan, disaring dan dikurangi.
Ambil segelas air keluar dari aliran halaman belakang Anda dan pegang sampai cahaya. Air yang berlumpur dan berputar-putar itu penuh dengan jejak kehidupan yang tak terlihat. Dari kolam ikan mas mungil di mal hingga ombak di pantai, setiap badan air adalah bubur sel yang terkelupas. Terlebih lagi, para ilmuwan baru-baru ini menemukan metode di mana mereka dapat menyaring urutan DNA dalam bubur itu untuk membedakan antara kepiting biru, paus biru atau bahkan Monster Loch Ness — tanpa pernah memandangi hewan itu sendiri.
Agar lebih jelas, Gemmell tidak bertaruh pada kemungkinan menemukan plesiosaurus di Loch Ness. Tetapi dia bersedia untuk bertaruh pada kekuatan eDNA untuk membantu kita menyusun strategi konservasi baru, dan bahkan memecahkan beberapa misteri ekologis yang paling gigih di zaman kita.
Potensi teknik ini sangat luas: Di Kroasia, para ilmuwan menggunakannya untuk mencari gua untuk salamander air buta yang tidak berwarna yang dikenal sebagai naga gua, atau olm. Di Amerika Tenggara, eDNA memberi tahu kami berapa banyak amfibi raksasa dan rahasia yang dikenal sebagai pemburu neraka telah menurun di seluruh rentang sejarahnya. Di Asia, para peneliti baru saja membuktikan bahwa eDNA juga dapat digunakan untuk mempelajari ubur-ubur seperti jelatang laut Jepang. Dan di Australia, para ilmuwan telah menemukan bahwa pengujian serupa dapat digunakan untuk mempelajari aktivitas pemijahan di tempat bertengger Macquarie yang terancam punah.
"Aku benar-benar tidak ingin dikenal sebagai orang yang mencari Monster Loch Ness, " kata Gemmell. "Tapi saya pikir itu adalah kait yang bagus untuk membuat orang berbicara tentang eDNA."
Seekor lumba-lumba yang tak berujung di Institut Hidrobiologi di bawah Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, di Wuhan, Provinsi Hubei, China tengah, 10 Mei 2016. Populasi lumba-lumba yang tak berujung saat ini, menurut para ilmuwan, kurang dari 1.000. (Xinhua / Alamy) Untuk memberi Anda gambaran seperti apa eDNA, bayangkan Anda membuat roti dan Anda baru saja menaburkan banyak tepung di meja. Setelah Anda menguleni roti sebentar, sedikit debu yang tersisa? Pada dasarnya itulah yang dapat ia ekstrak dari satu liter air yang diambil dari Sungai Hudson, kata Mark Stoeckle, rekan peneliti senior di Program Universitas untuk Lingkungan Manusia Universitas Rockefeller. Hanya eDNA yang tidak memutih putih. Bercak cokelat.
Dan untuk hewan yang tidak hipotetis seperti Nellie, bahan cokelat muck itu benar-benar menjanjikan. Lihatlah seluruh literatur ilmiah dan Anda akan menemukan bahwa eDNA sudah digunakan di seluruh dunia untuk lebih memahami perilaku dan dinamika populasi spesies kritis.
Salah satu contohnya adalah porpoise Yangtze yang tak berujung, subjek yang sulit dipelajari. Sebagai permulaan, ada kurang dari 1.050 hewan yang tersisa, menghasilkan spesies dalam status terancam punah oleh Uni Internasional untuk Konservasi Alam. Terlebih lagi, lumba-lumba (seperti namanya) tidak memiliki sirip punggung, yang berarti mereka nyaris tidak merusak permukaan ketika datang untuk bernafas, dan kulit mereka berwarna abu-abu gelap yang sama dengan air yang mereka huni.
"Jujur saya bisa mengatakan saya belum pernah melihatnya di alam liar, " kata Kathryn Stewart, seorang ahli biologi di Institut Amsterdam untuk Biodiversity and Ecosystem Dynamics. Tetapi berkat eDNA, itu tidak menghentikan Stewart dari mempelajari spesies samar ini. “Dengan memanfaatkan eDNA, kami dapat memotong biaya dan waktu yang diperlukan untuk pengambilan sampel yang komprehensif dan akurat, yang selalu menjadi perhatian bagi pekerjaan konservasi, terutama di negara-negara berkembang di mana prioritas dan uang seringkali rendah, ” katanya.
Pada akhirnya, tujuannya adalah untuk mencari tahu faktor-faktor apa yang paling berkontribusi terhadap penurunan lumba-lumba — dan dengan cepat. Menurut IUCN, spesies ini berada pada risiko kepunahan yang "sangat tinggi" hanya dalam tiga generasi mendatang. "Bendungan, jaring insang, dan peningkatan lalu lintas perahu semua tampak seperti taruhan yang baik, tetapi mengingat betapa sulitnya hewan untuk dilacak, itu adalah hampir tidak mungkin untuk mencari tahu di mana kepemilikan terakhir spesies ini dan apa yang membuat daerah-daerah ini lebih layak huni daripada bentangan sungai yang luas di mana mamalia laut digunakan untuk berkembang.
Sekarang, Stewart sedang berupaya mengembangkan cara-cara untuk eDNA untuk tidak hanya mengungkapkan apakah suatu spesies ada atau tidak ada, tetapi seberapa banyak spesies itu mungkin berada dalam hamparan air tertentu. Hasil-hasil ini kemudian dapat dikorelasikan dengan informasi lain — keberadaan spesies mangsa tertentu, misalnya, atau kedekatan dengan daerah yang padat dengan tempat tinggal manusia — untuk menentukan kondisi apa yang paling bisa ditoleransi oleh lumba-lumba halus Yangtze.
“Jelas ada banyak pekerjaan yang menyakitkan untuk mengoptimalkan teknik eDNA untuk spesies dan lingkungan yang berbeda, ” kata Stewart, “tetapi sebagian besar, ini adalah langkah besar ke depan — sebuah revolusi jika Anda mau — untuk biologi konservasi.”
Sementara Sungai Hudson di New York mungkin tidak tampak seperti benteng keanekaragaman hayati, itu adalah ekosistem yang sangat menarik dan menantang bagi para peneliti eDNA. (Gavin Hellier / Alamy) DNA adalah molekul kontras. Dalam beberapa hal, ini sangat kuat, bertahan ratusan ribu tahun terkubur dalam batuan padat atau suhu yang hampir mendidih yang ditemukan di samping ventilasi hidrotermal laut dalam (meskipun tidak, penggemar Jurassic Park, mungkin tidak dapat bertahan hidup dalam serangga yang terbungkus ambar) selama jutaan tahun). Dengan cara lain, sangat rapuh: DNA juga dapat dipecah oleh sinar matahari, turbulensi air dan bahan kimia tertentu.
Tetapi ketika Anda langsung melakukannya, kualitas mana yang menang?
Itulah pertanyaan yang diajukan Stoeckle University Rockefeller University dan koleganya untuk menjawab tahun lalu. Tim menghabiskan enam bulan mengumpulkan sampel air mingguan dari dua sungai New York City untuk melihat apa yang bisa dikatakan oleh eDNA di dalam kita tentang spesies ikan yang tinggal di sana. Big Apple mungkin tidak menyerang sebagian besar sebagai salah satu habitat akuatik paling berwarna atau berwarna-warni di Bumi, tetapi Stoeckle mengatakan pertemuan dari semua yang dibuat oleh air tawar dan air asin untuk area studi yang sangat menarik, dan menantang, untuk pengujian eDNA.
Stoeckle ingin tahu: Apakah DNA begitu kuat sehingga mengambil sampel sebuah pelabuhan akan mengembalikan sejumlah spesies yang memusingkan dari daerah hulu gunung dan tepi sungai ke muara pantai, lautan terbuka, dan laut dalam? Atau apakah DNA begitu rapuh sehingga hilang atau terdegradasi sebelum kita dapat mengumpulkannya untuk dianalisis? Ternyata, jawabannya ada di antara.
“Kami tidak hanya menemukan jenis ikan yang tepat, tetapi kami menemukan mereka pada waktu yang tepat, ” kata Stoeckle. “Di musim dingin, ketika para nelayan akan memberi tahu Anda bahwa tidak ada gunanya memasang tali di air, kami mendapatkan sangat sedikit atau tidak ada ikan, eDNA. Kemudian, mulai bulan April dan Mei, kami mendapatkan pemulihan DNA ikan yang terus meningkat hingga sekitar pertengahan musim panas ketika Anda mendapatkan 10 hingga 15 spesies dalam sampel rata-rata. ”
Dengan kata lain, temuan Stoeckle, yang diterbitkan dalam jurnal PLOSONE April ini, menegaskan kembali apa yang telah kita ketahui tentang migrasi ikan di pelabuhan New York: misalnya, bass laut hitam bergerak lepas pantai di musim dingin dan kembali ke pelabuhan di musim semi.
Dan itu penting. Sementara penelitian ini mungkin akan mendapatkan lebih banyak berita utama seandainya mereka menemukan DNA buaya merembes keluar dari selokan (atau Nessie!), Hasil ini jauh lebih penting karena mereka diharapkan. Itu karena eDNA masih merupakan alat yang relatif baru, dan jika itu akan dianggap serius, itu harus dikalibrasi terhadap data yang dapat diandalkan yang dikumpulkan dari metode yang mungkin suatu hari akan diganti.
Tapi mungkin janji terbesar yang ditawarkan oleh eDNA? Potensi bagi para ilmuwan untuk melakukan ilmu gila-keren pada titik harga gila-murah.
Pemandangan Sungai Timur Kota New York, salah satu situs koleksi Stoeckle. (Mark Stoeckle) Sebagian besar dari apa yang kita ketahui tentang migrasi ikan berasal dari menjatuhkan banyak jaring dan mengambil apa yang muncul, atau menggunakan ping surya untuk membuat snapshot dari apa yang terjadi di bawah. Di sungai dan sungai yang lebih kecil, para ilmuwan dapat menggunakan tongkat listrik untuk menyetrum ikan dan makhluk air lainnya, memungkinkan mereka untuk melakukan survei yang relatif menyeluruh bahkan terhadap makhluk paling licik sekalipun. Tetapi semua metode ini membutuhkan dua hal dalam jumlah besar: waktu dan uang.
"Setiap orang yang melakukan survei kehidupan laut ingin meningkatkan frekuensi dan kepadatan pengambilan sampel, " kata Jesse Ausubel, salah satu pendiri dan pemimpin Sensus Kehidupan Laut. Tetapi Ausubel mengatakan biayanya antara $ 10.000 dan $ 150.000 sehari untuk menyewa kapal, yang sangat membatasi berapa kali para ilmuwan mampu menjatuhkan jala mereka atau menghidupkan perangkat sonar mereka.
"Hasilnya adalah ada kesenjangan besar dalam apa yang kita ketahui, " kata Ausubel, yang juga direktur Program Universitas Rockefeller untuk Lingkungan Manusia, di mana ia memimpin kelompok Stoeckle.
Untungnya, kemajuan terbaru dalam teknologi pengurutan DNA telah membawa biaya yang terkait dengan pengujian eDNA menjadi sekitar $ 50 sampel. Ini berarti bahwa para ilmuwan dapat mengumpulkan sampel dan melakukan survei lebih sering daripada yang mampu mereka lakukan dengan menggunakan metode pemantauan tradisional. Dan tidak seperti mengidentifikasi spesies berdasarkan sifat fisiknya - keterampilan rumit yang membutuhkan banyak pengalaman dan masih dapat menghasilkan data palsu - sampel eDNA dapat dikumpulkan dengan relatif mudah oleh siapa saja dengan sedikit pelatihan dan wadah steril.
Akhirnya, tidak seperti trawl, sonar, atau electrofishing, pengambilan sampel eDNA hampir tidak berdampak. Ini membuat teknik ini sangat menarik untuk mensurvei spesies yang sudah ada di tali. Bagi Stewart, ini adalah salah satu hal terbaik tentang menggunakan eDNA: Ini memungkinkannya untuk mengajukan pertanyaan tentang lumba-lumba Yangtze tanpa menambahkan lebih banyak lalu lintas kapal ke habitat mereka.
Stewart menunjukkan bahwa eDNA mungkin sangat penting bagi negara-negara berkembang, karena mereka sering memiliki tingkat endemisme yang tinggi dan meningkatnya risiko hilangnya spesies sementara juga memiliki lebih sedikit sumber daya untuk berinvestasi dalam konservasi. “Meskipun kami ingin melindungi keanekaragaman hayati sebanyak mungkin, kenyataannya adalah bahwa kami perlu membuat keputusan sulit tentang di mana dan bagaimana mendanai konservasi, ” katanya. Dan dengan eDNA, kita dapat membuat dana terbatas itu semakin jauh.
Selain itu, di luar pelestarian hewan yang dikenal, eDNA juga dapat membantu ahli biologi mengungkap spesies tersembunyi yang berenang di bawah hidung kita. David Lodge, seorang ahli biologi di Universitas Cornell dan direktur Pusat Atkinson untuk Masa Depan yang Berkelanjutan, menunjukkan potensi penggunaan teknik ini dalam ekosistem seperti Danau Tanganyika yang masif di Afrika namun sedikit dicari. Sementara para peneliti tahu danau ini dipenuhi dengan berbagai ikan cichlid, ada kemungkinan lebih banyak spesies yang belum ditemukan.
"Kami percaya bahwa kami akan mengungkap keanekaragaman gelap - spesies di luar sana yang tidak pernah dideskripsikan, " kata Lodge saat KTT Optimisme Bumi Smithsonian, pertemuan warga, ilmuwan, dan aktivis yang berwawasan konservasi, awal bulan ini.
Stoeckle, seekor tiram tiram, spesies "jelek jelek" yang biasa ditemukan di pelabuhan New York. (barrierislandnaturalist) Sementara itu, orang-orang seperti Gemmell menghasilkan minat pada ide tersebut. Gemmell mengatakan bahwa setelah beberapa Tweet tentang penggunaan eDNA untuk mencari Nessie, dia lebih tertarik pada pekerjaan eDNA nyata yang dia lakukan di Selandia Baru dalam dua minggu terakhir daripada yang dilihatnya dalam dua tahun mengumpulkan dan menguji sampel air dengan patuh.
Ngomong-ngomong, eDNA yang sebenarnya bekerja, omong-omong, melibatkan penggunaan eDNA untuk mendeteksi rumput laut dan tunik yang invasif sebelum mereka bisa bertahan di perairan Selandia Baru. Saat ini, kita benar-benar hanya menyadari makhluk-makhluk seperti itu begitu mereka ditangkap. Tetapi jika pengujian eDNA rutin terhadap saluran air mengungkapkan keberadaan makhluk seperti itu cukup awal, kita mungkin bisa melakukan serangan ofensif, membasmi invasi hampir sebelum mereka mulai.
Sayangnya, perburuan monster Skotlandia kemungkinan akan harus menunggu sampai seseorang ingin batuk dana. Tetapi Stoeckle mengatakan dia menyukai ide itu, dan tidak melihat batasan teknis mengapa itu tidak berhasil. "Satu-satunya masalah, " kata Stoeckle, "adalah apakah Monster Loch Ness benar-benar ada."
Dan jika tidak? Itu masalah yang bahkan tidak bisa dipecahkan oleh ilmuwan yang menggunakan eDNA.
