World

Menumpahkan Teh: DNA Serangga Muncul di Minuman Top Dunia

[ad_1]

Bagaimana Anda memantau spesies mana yang hidup di suatu daerah? Selain alat ekologi tradisional seperti jebakan kamera, para peneliti telah melaporkan metode baru dalam beberapa tahun terakhir yang memungkinkan mereka mendeteksi jejak kecil DNA yang dikenal sebagai DNA lingkungan, atau eDNA, yang ditinggalkan hewan di air dan bahkan di udara. Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan 15 Juni di Surat Biologi, sebuah kelompok melaporkan mengambil eDNA dari sumber baru: bahan tanaman kering. Tim membeli teh dari toko kelontong, dan mampu mendeteksi ratusan spesies artropoda hanya dalam satu kantong.

Kami meminta rekan penulis studi Henrick Krehenwinkel, ahli genetika ekologi di Universitas Trier di Jerman yang berfokus pada cara-cara di mana komunitas artropoda telah berubah dari waktu ke waktu karena pengaruh manusia, untuk menjelaskan mengapa kelompoknya memutuskan untuk menggunakan eDNA untuk menyelidiki makhluk mana yang memiliki telah mengunyah tanaman.

TS: Mengapa Anda memutuskan dalam hal ini untuk fokus pada teh?

Henrik Krehenwinkel: Kita butuh [a] deret waktu untuk memahami bagaimana serangga telah berubah. Ketika studi penurunan serangga pertama kali diterbitkan, banyak orang mengeluh [that] tidak ada data jangka panjang yang nyata.

Lihat “Jerman Melihat Penurunan Drastis pada Serangga”

Kami memiliki bank spesimen di sini di Trier. Mereka mengumpulkan daun dari berbagai pohon di Jerman. Mereka telah melakukan ini selama 35 tahun; mereka pergi ke semua jenis ekosistem yang berbeda. . . . Dan yang saya tanyakan pada diri saya adalah, ‘Tidak bisakah Anda juga memantau DNA serangga yang hidup di daun ini?’ . . . Kami pada dasarnya melakukan percobaan uji di mana kami mengambil sampel ini, yang dibekukan dalam nitrogen cair, sehingga disimpan dengan sempurna untuk pengawetan DNA . . . dan mengisolasi DNA dari mereka, dan merekonstruksi komunitas arthropoda. Ini sebenarnya adalah studi lain yang saat ini sedang ditinjau, di mana kami pada dasarnya merekonstruksi perubahan komunitas serangga di ekosistem hutan Jerman selama 35 tahun terakhir.

Jadi kita bisa mengekstrak eDNA dari daun yang beku sempurna. . . . Apa yang saya tanyakan pada diri saya adalah, “Dapatkah Anda juga menggunakan substrat lain untuk mengekstrak DNA dari artropoda pada dasarnya?” Dan apakah DNA masih stabil pada jenis substrat lain? . . . Koleksi tanaman di museum, bisakah mereka benar-benar berguna untuk memahami bagaimana komunitas serangga telah berubah? . . . Ada penelitian yang mengatakan demikian. . . jika seekor serangga menggigit daun, ia akan meninggalkan jejak DNA; sedikit air liur sudah cukup. Ini pada dasarnya seperti [how] penjahat yang membobol rumah Anda, menyentuh jendela Anda, akan meninggalkan DNA mereka; serangga akan meninggalkan DNA-nya ketika menggigit daun. Dan ada penelitian yang mengatakan bahwa DNA ini tidak terlalu stabil, akan cepat terdegradasi oleh sinar UV atau hanyut oleh hujan. Tapi saya berpikir dalam catatan herbarium, DNA disimpan kering dan gelap, yang [are] sebenarnya kondisi ideal untuk mempertahankannya.

Sebelum kami mulai mengerjakan catatan herbarium, kami pikir kami harus mencoba sesuatu yang bisa dibandingkan dengan catatan herbarium. . . . Dari segi struktur, [tea is] sangat mirip dengan catatan herbarium. Ini pada dasarnya adalah tanaman kering yang disimpan dalam keadaan gelap dan kering. . . . Dan DNA harus sangat stabil.

Ini semua didorong oleh harapan kami untuk memahami perubahan komunitas serangga dan mampu menemukan substrat baru yang memungkinkan kami melakukan perjalanan kembali ke masa lalu. . . . Anda dapat mengumpulkan tanaman di lapangan, pada dasarnya bunga. Dan Anda bisa mengeringkan bunga ini hanya dengan menggunakan silika gel. . . . Ini adalah zat yang sama sekali tidak berbahaya, tetapi sangat hidrofilik. . . . Jika Anda, misalnya, memasukkan bunga ke dalam amplop kecil, dan kemudian Anda memasukkannya ke dalam kantong freezer Ziploc bersama dengan sedikit silika gel, dalam satu hari kira-kira, bunga itu akan benar-benar kering. . . . Dan secara teori kami bahkan dapat menyimpannya pada suhu kamar, kami tidak perlu khawatir untuk memasukkan semuanya ke dalam nitrogen cair atau langsung mencuci tanaman . . . Anda tidak perlu membawa air di lapangan, yang Anda butuhkan hanyalah sedikit silika gel, amplop, dan kantong Ziploc.

Efek samping lain yang menarik adalah yang sangat menarik bagi kami para ahli ekologi bukan hanya siapa yang ada di suatu lokasi, jadi berapa banyak spesies serangga yang ada di suatu lokasi, . . . tapi kami juga ingin tahu bagaimana serangga ini berinteraksi dan apa yang mereka makan. Sebagai contoh, kita tahu bahwa banyak spesies serangga sangat spesifik, hanya hidup pada tanaman tertentu, dan ketika tanaman ini menghilang, serangga itu menghilang. . . . Anehnya, kita hanya tahu sedikit tentang interaksi ini, kita hanya tahu sedikit tentang serangga apa yang terbatas pada spesies tanaman tertentu. Kami mengetahui hal ini dengan cukup baik untuk spesies hama, tetapi kami tidak mengetahuinya dengan baik untuk banyak spesies serangga lainnya. . . . Dan ini adalah cara yang sangat cepat untuk mengetahuinya dengan mengambil sampel bahan tanaman dan dapat mengasosiasikan serangga yang hidup di tanaman tersebut.

TS: Apakah ada hasil penelitian ini yang mengejutkan Anda?

Hongkong: Yang benar-benar mengejutkan saya adalah keragaman tinggi yang kami deteksi. . . . Kami mengambil satu kantong teh, dan . . . Saya pikir itu dari 100 [or] 150 miligram bahan tanaman kering, kami mengekstrak DNA. Dan kami menemukan dalam teh hijau hingga 400 spesies serangga dalam satu kantong teh. . . . Itu benar-benar mengejutkan saya. Dan alasannya mungkin karena teh ini, digiling menjadi bubuk yang relatif halus. Jadi eDNA [from all parts of the tea field] akan didistribusikan.

TS: Sejauh menerapkan ini pada sampel herbaria, apakah Anda hanya memerlukan sebagian kecil dari sampel itu, atau mungkinkah menjadi masalah bahwa ini adalah sampel yang langka dan sangat tua, dan Anda tidak ingin menggiling sebagian besar dari mereka.

Hongkong: Kami telah memikirkan hal ini, dan ada dua opsi. Salah satunya adalah memperlakukan sampel herbarium dengan sangat hati-hati. Kami sekarang sedang menguji apakah Anda juga dapat mencuci sampel dengan hati-hati, misalnya, dan menghilangkan jejak yang menempel pada sampel.

Lalu tentu saja, ada herbaria di mana mereka benar-benar senang jika Anda melakukan sesuatu dengan mereka. [H]Sebelum di universitas ini, kami memiliki pensiunan profesor botani, dan dia memiliki herbaria yang sangat besar yang telah dia kumpulkan selama masa jabatannya. . . . Mereka tidak memiliki nilai ilmiah yang besar untuknya, dan dia akan baik-baik saja jika saya menggilingnya. . . . Kami hanya menguji ini, jadi saya belum bisa memberi Anda hasil apa pun tentang ini, tapi sepertinya kami juga bisa mengekstrak DNA serangga dari sini. . . . Dan kemudian kembali ke tempat yang sama—dia memiliki tempat pengumpulan yang tepat—saya hanya berkendara kembali ke sana, mengumpulkan tanaman yang sama lagi, dan kemudian saya dapat membandingkan bagaimana komunitas serangga 50 tahun yang lalu ketika dia mengumpulkannya atau 30 tahun yang lalu ketika dia dikumpulkan lagi, kemudian dibandingkan dengan bagaimana komunitas serangga pada tanaman tersebut saat ini.

Tapi tentu saja, umumnya koleksi ini sangat berharga dan kami sedang mengembangkan metode untuk mengekstrak DNA secara hati-hati dari ini tanpa merusak spesimen. Ini adalah sesuatu yang baru kita mulai sekarang. Melihat seberapa baik kerjanya dengan teh, saya sekarang yakin bahwa kita juga bisa pindah ke sampel lain seperti herbaria ini.

TS: Apakah Anda sendiri peminum teh?

Hongkong: Saya minum kopi sebenarnya. . . . Dan saya khawatir kopi mungkin tidak cocok untuk itu karena kopi dipanggang. Dan apa yang benar-benar tidak disukai DNA adalah dipanaskan pada suhu yang sangat tinggi untuk waktu yang lama . . . . Kami belum mencobanya, tapi saya khawatir kopi mungkin bukan pilihan terbaik untuk eksperimen semacam ini.

Catatan editor: Wawancara ini telah diedit untuk singkatnya.

Artikel ini pertama kali tayang di situs www.the-scientist.com

Related Articles

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Back to top button