Всего в 20 литрах воды, собранных в одном из самых суровых мест на Земле, исследователи нашли доказательства 187 таксономических отрядов. Группа ученых, возглавляемая Обществом охраны дикой природы (WCS), использовала экологическую ДНК (eDNA) для регистрации широты высокогорного биоразнообразия на самой высокой вершине в мире, Эвересте (8 848 м). Этот важный проект является частью новаторской экспедиции National Geographic и Rolex Perpetual Planet Everest Expedition, крупнейшей научной экспедиции на гору в истории.
Ученые собрали eDNA из проб воды в течение четырех недель в 10 прудах и ручьях на высоте от 4 500 метров до 5 500 метров, опубликовав свои результаты в журнале iScience.
Места включали районы эоловой зоны, которая простирается над ареалом цветущих растений и кустарников на самых верхних участках биосферы, а также альпийскую зону, которая существует выше линии деревьев и имеет множество видов цветковых растений и кустарников.
Всего в 20 литрах воды ученые обнаружили виды из 187 таксономических отрядов, или 16,3%, или одну шестую часть всех известных отрядов на древе жизни, генеалогическом древе биоразнообразия на Земле.
eDNA ищет следовые количества генетического материала, оставленного организмами и дикими животными, и предлагает более доступный, быстрый и комплексный подход к увеличению возможностей исследований для оценки биоразнообразия в водной среде.
Образцы собираются с помощью герметичного картриджа, содержащего фильтр, улавливающий генетический материал, который затем анализируется в лаборатории с использованием метабаркодирования ДНК и других методологий секвенирования. WCS использует eDNA для обнаружения редких и находящихся под угрозой исчезновения видов, от горбатых китов до мягкопанцирной черепахи Суинхо, одного из самых редких видов на планете.
Хотя исследование на Эвересте было сосредоточено на идентификации на уровне отряда, команда ученых смогла идентифицировать многие организмы на уровне рода или вида.
Например, они идентифицировали как коловраток, так и тихоходок, два крошечных животных организма, которые, как известно, встречаются в самых суровых и экстремальных условиях и считаются одними из самых устойчивых животных, известных на Земле.
Кроме того, ученые идентифицировали тибетского улара, который обитает в национальном парке Сагарматха, и были удивлены, обнаружив такие виды, как домашние собаки и куры, свидетельствующие о том, как деятельность человека влияет на ландшафт.
Они также определили сосны, которые растут далеко внизу от того места, где были взяты пробы, демонстрируя, как переносимая ветром пыльца может попасть высоко в эти водоразделы. Еще одним организмом, который ученые обнаружили в нескольких местах, были подёнки, которые являются известными видами-индикаторами изменений окружающей среды.
Инвентаризация eDNA поможет будущему биомониторингу гималайских ареалов и ретроспективным молекулярным исследованиям для оценки изменений с течением времени, поскольку климатическое потепление, таяние ледников и антропогенные воздействия изменяют эту быстро трансформирующуюся всемирно известную экосистему.
«Высокоальпийские и эоловые среды, которые часто считались бесплодными и в основном лишенными жизни, имеют богатое биоразнообразие. Высокогорная среда, включая гору Эверест, должна быть признана целью устойчивого долгосрочного мониторинга биоразнообразия высокогорных таксонов в дополнение к биоклиматическому мониторингу и оценке воздействия изменения климата» — говорят ученые.
«Мы отправились на поиски жизни на крышу мира. Это то, что мы нашли. Однако на этом история не заканчивается. Нам предстоит открыть еще больше, и мы надеемся, что наши находки помогут в будущих исследованиях».
Антон Сеймон, один из руководителей полевого исследования, исследователь National Geographic, сказал: «Столетие назад, британского альпиниста Джорджа Мэллори спросили: «Зачем идти на Эверест?». Он ответил: «Потому что он есть». У нашей команды была совсем другая точка зрения: мы отправились на Эверест, потому что это познавательно, это может научить нас чему-то о мире, в котором мы живем».
Предоставляя этот набор данных с открытым исходным кодом исследовательскому сообществу, авторы надеются внести свой вклад в постоянные усилия по созданию молекулярных ресурсов для изучения и отслеживания изменений в биоразнообразии самой высокой горы Земли.