اكتشاف الحمض النووي المحمول جواً: ما وجده علماء دبلن في غلافنا الجوي

اكتشاف الحمض النووي المحمول جواً: ما وجده علماء دبلن في غلافنا الجوي

في دراسة رائدة أجريت في دبلن، أيرلندا، وجد الباحثون كنزًا من المواد الوراثية المعلقة في هواء المدينة. اكتشف فريق البحث، بقيادة ديفيد دافي من جامعة فلوريدا، الحمض النووي للقنب، وخشخاش الأفيون، وحتى الفطر ذو التأثير النفساني. تلقي هذه الدراسة الجديرة بالملاحظة الضوء على الطبقات المخفية للتنوع البيولوجي والكيمياء الحيوية التي تطفو غير مرئية في البيئات الحضرية. وقد نشرت النتائج في المجلة الموقرةبيئة الطبيعة والتطور، مما يشير إلى تحول في كيفية إدراكنا لجمع وتحليل الحمض النووي البيئي (eDNA).

أحد الجوانب المثيرة للاهتمام بشكل خاص في بحث دافي هو إدراك أن الحصول على أجزاء سليمة من الحمض النووي من الهواء أقل تعقيدًا مما كان يُعتقد سابقًا. تسلط الدراسة الضوء على كيفية دخول الحمض النووي الحيواني والبشري إلى الغلاف الجوي من خلال الأنشطة اليومية. يساهم البول والبراز واللعاب وحتى خلايا الجلد الميتة في المزيج الجيني المحمول بالهواء. وهذا يوفر للباحثين طريقة مبتكرة لجمع المعلومات البيولوجية الهامة دون التطفل على الموائل الطبيعية. إن القدرة على جمع الحمض النووي عبر عينات الهواء أو المسحات السطحية ومن ثم تسلسل هذه الأجزاء يفتح الباب أمام العديد من التطبيقات.

إمكانات عينات الهواء

ويمكن بسهولة تكييف محطات مراقبة جودة الهواء الحالية لإجراء التحليل الجيني، وإلقاء الضوء على الأنشطة البشرية مثل تعاطي المخدرات، وفي الوقت نفسه تتبع التنوع الجيني في الحياة البرية. هدف دافي هو تطوير جهاز كشف هوائي يشبه جهاز tricorder المستقبلي من *Star Trek*، مما يسمح بإجراء تقييمات للتنوع البيولوجي في الوقت الفعلي تقريبًا. وفي عالم يهتم بشكل متزايد بالصحة البيئية، يمكن لهذا النوع من التكنولوجيا أن يقدم تقارير سريعة ليس فقط عن الآفات ومسببات الأمراض، بل عن المواد المسببة للحساسية أيضا.

وتمتد تداعيات هذا البحث إلى ما هو أبعد من التطبيقات العملية المباشرة. عادة ما يتم جمع الحمض النووي البيئي من الماء والتربة، ولكن عمل دافي يشير إلى أن الهواء يجب أن يعتبر موردا قيما أيضا. "هناك شيء يمكن قوله عن ذلك"، كما قد يقول السكان المحليون؛ يمكن لهذا المنظور الجديد أن يحدث ثورة في كيفية تعاملنا مع مراقبة التنوع البيولوجي.

سياق أوسع

ما الذي يحدث للحمض النووي البيئي في جهود الحفظ الأوسع؟ تاريخيًا، اعتمد التصنيف بشكل كبير على العناصر المرئية، مما يتطلب من خبراء التصنيف تحديد النباتات والحيوانات. ومع ذلك، يقوم علماء الأحياء الجزيئية الآن أيضًا بالبحث عن الآثار الجينية التي توفر معلومات حول تنوع الأنواع. وكما هو موضح في موقع Laborjournal.de، يمكن للحمض النووي الإلكتروني الموجود في بيئات مختلفة - بما في ذلك الهواء والماء والتربة - تحديد الكائنات الحية ومجتمعاتها من خلال طرق التسلسل المتقدمة.

مزايا استخدام eDNA للمراقبة عديدة. على عكس الطرق التقليدية التي قد تكون ضارة بالحياة البرية، فإن تحليل الحمض النووي الإلكتروني غير مدمر ولا يتطلب دائمًا خبرة تصنيفية واسعة النطاق، بشرط وجود قاعدة بيانات مرجعية قوية. علاوة على ذلك، يمكن للحمض النووي الإلكتروني أحيانًا أن يكشف عن وجود أنواع مراوغة قد لا تتمكن الطرق التقليدية من اكتشافها. على سبيل المثال، تم استخدامه بنجاح لتحديد الحمض النووي للضفادع وحتى أنواع معينة من الطيور في عينات الهواء.

ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات. يعد التحقق من صحة أساليب eDNA أمرًا بالغ الأهمية لتعكس الظروف البيئية بدقة. في بعض الأحيان يمكن أن تؤدي النتائج إلى نتائج إيجابية كاذبة، ويؤكد الباحثون مثل أولئك المذكورين في مقالات الحفظ على الحاجة إلى تسلسلات مرجعية واسعة النطاق وقوية. وبينما نستكشف هذه التقنيات الجديدة، يذكرنا الباحثون بأن تحليل الحمض النووي ليس حلاً سحرياً؛ وبدلا من ذلك، فإنه يتطلب التكامل الدقيق مع الأساليب التقليدية.

يمكن العثور على أحد الأمثلة على هذا العلم المتطور في النظم البيئية المائية، حيث قام الباحثون بالتحقق من صحة دراسات مختلفة حول الأنواع الغازية والمجموعات المهددة بالانقراض باستخدام eDNA. أظهر فحص حديث لجهود القضاء على سمك البايك الشمالي فعالية طرق eDNA لتتبع الأنواع في المسطحات المائية.

وبينما نواصل التنقل عبر هذه التطورات المثيرة، يصبح من الواضح أن الجمع بين الأساليب التقليدية والتقنيات الوراثية الحديثة يقدم نهجا شاملا لرصد التنوع البيولوجي. في ظل الروح المرحة للمشاعر المحلية، يبدو أنه قد يكون لدينا أخيرًا "يد جيدة" في إدارة كنوزنا الطبيعية. لا يقدم الابتكار في أساليب مثل طريقة دافي مجرد لمحة عن الكائنات غير المرئية من حولنا، بل يقدم أيضًا طريقًا نحو إدارة أكثر استنارة ومسؤولية لبيئاتنا.