Kitovi ostavljaju DNK "otiske" u okeanima

Kitovi spadaju u najdugovećnije životinje. Naučnici procenjuju da najstarija jedinka - grenlandski kit- može imati i preko 200 godina ! Grenlandski kit je također druga najveća životinja na Zemlji, dostižući preko 80.000 kg ( primer: nalaz harpuna iz 1890-ih kod kita ulovljenog 2007. godine -kitolovci su na Aljasci 2007. godine u lešini kita pronašli fragmente harpuna u njegovom mesu.Harpun je bio popularan izbor u New Bedfordu kada je bio svetska prestolnica kitolova krajem 19. stoleća. Ostatak harpuna omogućio je istraživačima da suze njegovu primenu na razdoblje između 1885. i 1895. godine, nakon čega su procenili da je kit najverovatnije star oko 115 godina, ako ne i stariji.)

Teško je tačno reći šta omogućava ovim kitovima da žive tako dugo; specifičnost u mutacijama DNK, isključivo življenje u vodi. Npr. ćelije grenlandskog kita pokazale su poboljšani kapacitet i brzu popravku dvostrukih prekida DNK, te niže stope mutacija od ćelija drugih sisara. Ova strategija organizma da ne eliminiše oštećene ćelije, već ih verno popravlja, može doprinositi izuzetnoj dugovečnosti.

U svakom slučaju izgleda da je voda stanište u kom žive najdugovečnije ili ćak besmrtne životinje. Biološku besmrtnost omogućava beskonačno regenerisanje ćelija, a to sprečava biološko starenje. Međutim, ove životinje ne mogu nužno živeti vječno, jer i dalje mogu podleći predatorima, bolestima i promenama u svom okruženju. Jedan primer vrste s biološkom besmrtnošću je prikladno nazvana besmrtna meduza . Drugi je jastog - međutim, budući da jastozi nastavljaju rasti tokom celog života, na kraju prerastu svoje oklope, što znači da često uginu od iscrpljenosti ili urušavanja oklopa.

Pravi, glavni kandidati za titulu morake životinje s najdužim životnim vekom je morska spužva na Antarktiku koja živi 15.000 godina, pa neki koralji na Havajima koji žive skoro 5.000 godina?
Staklena spužva, poznata kao 'Venerina cvetna korpa' u severozapadnom Meksičkom zalivu. Fotografija: © NOAA

Vratimo se kitovima. Kitovi su sa ekološkod stanovišta jedne od najvažnijih životinja u okeanima. Njihov izmet hrani morske planktone, koji proizvode ogromne količine kisika. Zauzvrat, oni uklanjaju ugljični dioksid iz atmosfere. Stoga im se posvećuje posebna pažnja. Međutim, oni su među najugroženijim kičmenjacima širom sveta. 37% vrsta klasifikovano je kao ugrožene i zahtevaju čuvanje.

Ali uprkos svojoj veličini, ove ogromne životinje mogu biti teško uočiti, uglavnom zbog njihove neuhvatljivosti, male brojnosti i sposobnosti kretanja na velike udaljenost, što ograničava kapacitet za uspostavljanje efikasnih mera očuvanja. Shodno tome, postoji potreba za razvojem sve efikasnijih metoda za otkrivanje i praćenje. Mnogi ,na primer, žive uglavnom na otvorenom okeanu, gde se hrane lignjama i dubokomorskim ribama koje se nalaze na dubinama preko 1.500 metara. Njihovi zaroni obično traju duže, nakon čega nakratko izranjaju na površinu kako bi udahnuli i odmorili se pet do petnaest minuta pre nego što započnu novi zaron.

Kako bi zaštitili ove kitove, naučnici nastoje bolje razumeti njihovu ekologiju i ponašanje kako bi razvili efikasne planove očuvanja zasnovane na čvrstim dokazima.

Proučavanje kitova na moru

Naučna zajednica koristi niz različitih tehnika za proučavanje i praćenje kitova.Istraživanja kitova prolaze kroz značajnu transformaciju uvođenjem analize eDNK. Ova metoda je posebno atraktivna za analizu ugroženih vrsta jer je neinvazivna i nedestruktivna metoda Primera radi ispitivanja površine okeana nakon ronjenja pokazala su da eDNK kita ostaje detektovana najmanje pet minuta nakon što životinja zaroni . Ovo naizgled jednostavno otkriće nosi duboke implikacije za budućnost , istraživanja eDNK postaje pouzdana, održiva alternativa tradicionalnim metodama za prikupljanje ključnih podataka o prisustvu i rasprostranjenosti kitova bez pribegavanja invazivnim tehnikama kao što su biopsije.

Metode istraživanja Vizuelna istraživanja su do danas bila najčešće korištena metoda. Ona uključuju direktno posmatranje životinja sa platforme – bilo broda ili aviona – duž unapred definisanih linija preko područja kako bi se zabeležili podaci sa tog podrućja o prisustvu, rasprostranjenosti, brojnosti, fazi razvoja (mladunče ili odrasla jedinka) i ponašanju

Akustični snimci omogućavaju detekciju vokalizacije koje proizvode kitovi, pomoću hidrofona , instrumenata koji rade slično mikrofonima u vazduhu. Oni beleže podvodne zvukove koji se zatim analiziraju pomoću specijalizovanog softvera. Snimci se mogu koristiti za identifikaciju vrsta, a u nekim slučajevima čak i pojedinačnih životinja.

Označavanje kitova elektronskim uređajimaje veoma efikasno za praćenje pojedinaca. Ova tehnika koristi senzore za praćenje kretanja životinja i beleźenje faktora okoline. Dobijene informacije su ključne opet za razumevanje rasprostranjenosti, obrazaca ponašanja i korištenja staništa, što je fundamentalno za dizajniranje preciznijih strategija očuvanja.

I tela uginulih kitova, izbačena na obližnje obale, pružaju vredne informacije preko genetskih i parazitoloških uzoraka, te podatke o prehrani. Starost kita je moguće proceniti preko očiju- očno sočivo sadrži aspartat, njegova promena tokom vremena može otkriti starost životinje. Mladunče grenlandskog kita počinje sa 100 posto levog aspartata u očima, ali vremenom će to težiti ravnoteži od 50:50 levog i desnog aspartata molekula. U procesu sličnom radiokarbonskom datiranju, ispitivanje tačnog odnosa levog i desnog aspartata prisutnog u sočivu može odrediti starost životinje.
                                    Grenlandski kit i njegovo mladunče u Arktičkom okeanu.

DNK, revolucionarni istraživački alat

Analize pomoću DNK iz okoliša (eDNK) su moćne metoda za sveobuhvatna i neinvazivna praćenje kitova. Sve do nedavno bilo je malo izveštaja o njenoj primeni. Gde naći DNK? Ćelije životinjskih organizama oslobađaju se u prirodno okruženje kroz procese kao što su odbacivanje kože, defekacija ili oslobađanje gameta. Iako su nevidljive ljudskom oku, ove čestice su široko rasprostranjene u tlu, vodi, vazduhu ili čak snegu.. U slučaju morskih životinja DNK se oslobađa u vodu kada oni odbacuju fragmente kože ili vrše nuždu.

To znači da kada kit prolazi kroz neko područje, ćelijski ostaci koje ostavlja za sobom služe kao nepogrešiv znak njegovog prisustva. Jednostavan uzorak vode može sadržavati fragmente DNK iz 8okoliša koji se mogu ekstrahirati, sekvencirati i analizirati.

Od početka 21. veka, tehnika poznata kao metabarkodiranje ( neinvazivne dnk -eDNk omogućila je izolaciju i amplifikaciju DNK iz više vrsta prisutnih u jednom uzorku iz okoliša. Pomoću kompjuterske analize, dobijene sekvence identifikuju se na nivou vrste ili unutar specifičnih taksonomskih grupa, što omogućava određivanje koji su organizmi bili prisutni u području uzorkovanja tokom određenog perioda pre uzimanja uzorka. eDNK tehnologija je korisna kao sistem ranog upozoravanja na prisustvo kitova.

Kada se pravilno analizira, jedan uzorak vode može otkriti prisustvo i drugih morskih kičmenjaka.
                                                             Kit u kineskom zalivu / schema prehrane- Četrnaest uzoraka je prikupljeno je nakon što je kit otišao, a devet vrsta je identifikovano na osnovu morfologije

I ta istraživanja zahtevaju posebne okolnosti. Dana 29. juna 2021. godine, lokalni ribar je uočio kita u zalivu Dapeng kod Shenzhena, provincija Guangdong (Kina). Kit je privukao znatno interesovanje lokalnih građana, korisnika interneta, stručnjaka za očuvanje prirode i zvaničnika. Sub-odrasli kit, dužine tela od ~8 m, preliminarno je identifikovan kao Brydeov kit na osnovu vanjske morfologije putem vizualnog posmatranja (tj. broj grebena i boje leđa i abdomena). Višestruke mere očuvanja provedene su kako bi se on zaštitio, uključujući ograničavanje brzine plovila, ograničavanje aktivnosti posmatranja, praćenje njegovog ponašanja, uklanjanje otpada, praćenje kvaliteta vode i uspostavljanje zone zabrane ribolova . Nadalje, lokalni zvaničnici su osnovali posebnu zajedničku radnu grupu usmerenu na zaštitu.

Tačan taksonomski status kita u DPB-u nije bio jasan, a njegovo poreklo i razlog njegovog pojavljivanja nisu bili poznati, iako su neki stručnjaci nagađali da bi resursi hrane mogli objasniti njegovo kretanje. inače, kitovi usani su pod prvoklasnom zaštitom u Kini.Zaliv Dapeng je poluzatvoreni zaliv okružen dvema međunarodnim metropolama u južnoj Kini: gradom Shenzhen i Specijalnom administrativnom regijom Hong Kong. To je područje od približno 390 km² s dubinom vode između 10 i 20 m (prosečno 18 m), temperaturom vode od 16,9 °C do 30,9 °C tokom cele godine i, najznačajnije, najvećim prometom na svetu s raznim brodovima koji se bave pomorskim aktivnostima, uključujući teretne brodove (kao što su kontejneri i tankeri za ukapljeni prirodni plin), turističke brodove i ribarske brodove. Luka Yantian ima jedan od najvećih protoka kontejnera u svetu.


 

Posmatranje kita i uzorkovanje eDNK u zalivu Dapeng

Za praćenje kita i uzorkovanje vode korišten je gliser dužine ~ 4 m. Uzorci vode prikupljeni su pomoću hidrofora od 5 litara sa šest lokacija u žarišnom području gde je kit Xiaobu viđen 2. i 3. jula 2021. Tokom perioda potrage za njim gliser je upravljan malom brzinom (oko 5 km/h). Kada je kit uočen, gliser je održavan na sigurnoj udaljenosti od životinje (>100 m) i smanjivao je brzinu na 5 km/h. Kada je kit tražio hranu, plutajuće zaostale mrtve ribe su sakupljane nakon njegovog odlaska i identifikovane na osnovu morfologije za naknadne analize sastava hrane. Kit je preliminarno identifikovan kao Edenov kit na osnovu rezultata metabarkodiranja korištenjem MarVer1 i MarVer3 prajmera.( pune podatkeVidi u naučnom radu

Edenov kit Xiaobu prvi put je viđen u DPB-u 29. juna 2021. godine. Nažalost, nestao je 27. augusta, a njegov leš je pronađen 3 dana kasnije u DPB-u, uprkos strogom upravljanju očuvanjem.

Uprkos opsežnim naporima u proteklim godinama, i dalje postoje mnoge praznine u znanju o biološkim informacijama o ugroženim i teško proučavanim vrstama. eDNK tehnologija je superiorna konvencionalnim metodama za taksonomsku identifikaciju i detekciju vrsta, kao što se vidi iz gornjeg primera, pod određenim uslovima.

Ova tehnika nagoveštava neka nova otkrića u biosistemu. U jednom od istraživanja naučnici su pronašli genetski obrazac: mitohondrijsku DNK kitova (mtDNK), koja se nasleđuje samo od majke. Kitovi ulješure, piloti i ubice - vrste kod kojih potomci provode život sa svojim majkama i majčinim rođacima - imaju vrlo nisku raznolikost mtDNK, manju od jedne petine one kod ostalih kitova. Najnovija ideja potekla je of Hal Whitehead sa Univerziteta Dalhousie u Halifaxu, Nova Scotia. On tvrdi da neobičan obrazac genetskih markera kod ovih kitova implicira da matrijarsi tih vrsta uče svoje potomstvo još uvek neidentifikovanim ponašanjima koja im daju značajnu prednost u preživljavanju, situacija koja je do sada dokumentovana samo kod ljudi. Još i to, mitohondrijska DNK kitova (mtDNK), koja se nasleđuje samo od majke, ukazuje i na to da su grupe sa sličnim zvukovima i oznakama povezane." To je provokativna ideja, zaista sjajna ideja“, izjavio je morski biolog Bernd Wursig sa Univerziteta Texas A&M u Galvestonu. Ali teško je snažno argumentovati tako radikalnu ideju jer se tako malo zna o ponašanju i genetici kitova.( Izvor

Коментари