何百もの昆虫種のDNAがあなたのお茶に含まれています| 化学

ティーバッグの葉が彼らの物語を語ることができれば、彼らは千のつかの間の相互作用の絵を描くでしょう。 花を受粉させている間、ミツバチはそれらに着陸しました。 キャタピラーはそれらを噛み、それらの近くに繭を作りました。 蜘蛛はそれらにウェブをつなぎました。

しかし、植物と動物の関係の多くは文書化されていません。 特定の植物を食べたり、汚染したりするすべての動物をカタログ化するには、膨大な時間と労力がかかる可能性があります。 「非常に具体的な相互作用があり、これまで誰もこれを研究する努力を基本的に行ったことがないため、私たちがほとんど知らない非常に不可解な相互作用があります」と言います。 Henrik Krehenwinkel、トリーア大学の生態遺伝学者。

しかし、Krehenwinkelは、植物と動物の間のこれらの相互作用のいくつかを明らかにする新しい方法を発見した科学者のチームを率いました。 彼らは食料品店からお茶とハーブを購入し、乾燥して包装された葉のDNAのわずかな残骸をテストしました。 環境DNA またはeDNA分析。 彼らの中で 最近の研究、 に発表されました 生物学の手紙、チームは、カモミール、ミント、紅茶、パセリの4つの植物の分析から、1200を超える異なる節足動物種の痕跡を発見しました。 この方法は、あらゆる乾燥植物に適用できるため、絶滅危惧種の昆虫を監視し、作物の害虫の蔓延を追跡するための非常に貴重なツールになります。

研究者たちは、eDNA研究のためにお茶とハーブを選びました。なぜなら、それらから作られた市販の製品には、粉砕して乾燥させた葉が含まれていたからです。 「非常に高度に処理されたコーヒーのようなサンプルでは、​​おそらくDNAがほとんど残っていません」と、Krehenwinkel氏は言います。

科学者たちは地元の食料品店の棚で、4つの大陸に由来するハーブやお茶を探しました。 彼らは同じ製品の複数のバージョンを購入しましたが、それぞれのお茶がさまざまな起源を持っていることを確認するために異なるブランドから購入しました。これにより、見つけることができる節足動物の数が最大になります。 「私は基本的に、いくつかの異なる食料品店に行き、彼らが持っていたさまざまな種類のお茶をたくさん購入しました」とKrehenwinkelは言います。 「彼らは私がかなりお茶を飲む人だと思っていたに違いありません。」

チームは、すべての植物材料の中から節足動物のDNAを抽出して増幅する方法を開発する必要がありました。 茶葉のDNAの大部分は、茶樹自体からのものです。 「おそらく99.999、またはこのようなもので、私たちが抽出するDNAのパーセントは植物のDNAであり、残っているほんのわずかな部分が昆虫のDNAです」とKrehenwinkelは説明します。彼らは昆虫ではなくお茶を飲みたいからです。」

彼は、節足動物のDNAがわずかに存在するだけでも、お茶に農薬が滴っていないことを示す良い兆候だと付け加えています。

研究者たちは、節足動物と植物の間で異なる重要な配列を見つけることによって、節足動物のDNAを分離する方法を考え出しました。 チームは、各お茶のサンプルから平均して200種類以上の節足動物を発見しました。 これらの動物のすべてが既知の種と一致するわけではなく、より曖昧で十分に研究されていないグループについてさらに研究する必要があることを強調しています。 しかし、特定されたものは、一般に、植物と節足動物の両方の既知の分布と一致していました。 たとえば、ミントティーには米国のペパーミント栽培太平洋北西部で見つかった昆虫のDNAが含まれていましたが、緑茶には東アジア原産の昆虫のDNAが含まれていました。

市販のお茶からeDNAを分析できると、世界中の昆虫に関するデータを簡単に収集できるようになります。 によると Eva Egelyng Sigsgaard、この研究に関与しなかったオーフス大学の分子生態学者である多くのeDNA研究に共通する問題は、少数の研究者チームが取得できるサンプルの量が限られていることです。 商業的に生産されたお茶やハーブを使用すると、植物材料の収穫、乾燥、輸送のための既存のインフラストラクチャを利用することで、この問題を回避できます。 「サンプリングは、これらの製品を製造したこれらの企業によって、無意識のうちにある程度行われたとさえ言えます」とSigsgaard氏は言います。

茶葉や他の乾燥した植物材料から節足動物のDNAを分析することは、科学者が 害虫と見なされる昆虫。 昆虫はしばしば不注意に世界中に運ばれ、貨物船、鉢植えの植物、または薪に乗ってしまいます。 ほとんどの種は旅行を生き残ることはできませんが、一部の種はうまく移動し、森林や作物に大混乱をもたらします。 新しい地域に現れた直後に有害な種を検出できることは、害虫の個体数が急増する前に管理プロセスを開始するのに役立つ可能性があります。

他の乾燥した植物も、この研究と同じeDNA法を使用して分析することができます。 Krehenwinkelは、数十年前に収集され、博物館のコレクションに注意深く保管された乾燥植物から節足動物のeDNAを抽出することに特に関心があります。 次に、これらのeDNAの結果を同じ場所の現代の植物の結果と比較して、どの節足動物種が出入りしたかを確認できます。

Krehenwinkelが想定しているように、新旧の植物サンプルのこれらの比較は、「時間を遡って、コミュニティがどのように変化したかを理解する」方法を提供します。 この歴史的なレンズは、特に最近文書化されたものに照らして、昆虫保護の取り組みに役立つ可能性があります 虫が衰える。 科学者は、気候変動や生息地の劣化などの脅威のために多くの昆虫が危険にさらされていることを知っていますが、これらの損失の程度を定量化するのは困難です。

ジュリーロックウッドこの研究に関与しなかったラトガーズ大学の生態学者は、新旧の植物からのeDNAの比較は、意図的かどうかにかかわらず、昆虫種が新しい地域に最初に導入された時期を科学者が明らかにするのにも役立つ可能性があると指摘します。 「問題は、この種が実際に最初に現れたのはいつかということです。」 彼女は次のように説明しています。 私たちは最初のレコードを取得します：誰かがそれらを初めて見たとき。 しかし、それは彼らが最初に到着してから数十年後になる可能性があります。」

Krehenwinkelのチームはまた、進行中の研究に貢献するための実践的な方法を提供することにより、子供たちに生態学と保護に興味を持ってもらうために彼らの方法を使用したいと考えています。 実際の分子分析には高価なハイテク機器が必要ですが、植物の収集と乾燥は自宅で簡単に行うことができます。 Krehenwinkelは、封筒、Ziplocバッグ、および水分を吸収するために薬瓶に入っているもののようないくつかのシリカパケットだけで、子供は植物をすばやく収集して乾燥させ、将来のeDNA研究で使用できると説明しています。

「子供に植物を集めるための小さなキットを渡すだけで、花を集めることができます。基本的に、私たちはそれらの花を処理し、それらの相互作用を再構築することができます」とKrehenwinkelは言います。 彼は、「これらのコミュニティ科学プロジェクトにより、植物と昆虫の相互作用に関する大規模な情報を得ることができるようになる」と期待していると付け加えています。