Illustrasjon som beskriver bevaringshandlingene og intervensjonene som tas opp i dette essayet og viser nøkkelinfrastrukturen som kreves for hver. Tallene relaterer seg til følgende handlinger/intervensjoner: 1. Genetisk redning (translokasjon); 2. Marine verneområder utforming og arealplanlegging; 3. Identifikasjon og bestemmelse av arter; 4. Flyt (translokasjon) og restaurering (nedstigning) av assisterte gener; 5. Biobank; 6. Assistert utvikling (gjennom forvaltet avl; 7. Biodiversitetsovervåking; 8. Tidlig varsling av invasive og skadedyrbiomarkører; 9. Bekjempelse av ulovlig fiske og feilmerking; 10. Fiskeriforvaltning; 11. Manipulering av mikrobiomer; 12. Manipulering av mikrobiomer; eks. in situ marine stressfaktorer 14. Tilbyr ex situ marine livstjenester 15. Evolusjonær redning gjennom genomredigering 16. Skadedyrkontroll 17. Utryddelse 18. Genomiske sårbarhetsanalyser Kreditt: van Oppen MJH og Coleman MA, 2022, PLOS Biology, CC-BY 4.0
Avanserte genomiske tilnærminger lover marin bevaring
Selv om genetiske og genomiske teknologier har et stort potensial for å beskytte livet i havet, er de foreløpig underutnyttet. Madeleine van Oppen fra Australian Institute of Marine Sciences og University of Melbourne og Melinda Coleman med Department of Primary Industries of New South Wales, Australia argumenterer for dette i et essay publisert 17. oktober i PLOS Biology, et tidsskrift med åpen tilgang.
Det er ingen del av havet vårt som forblir uberørt av mennesker. Vitale økosystemer som korallrev, sjøgressbed og tareskog er alle i tilbakegang på grunn av klimaendringer og andre menneskelige forstyrrelser. I sitt essay antyder van Oppen og Coleman at bruken av genetiske og genomiske tilnærminger har et enormt løfte for å fremme marin bevaring og restaurering, gjennom tradisjonelle strategier og nyere utviklinger som assistert evolusjon.
Miljø
DNA
DNA, eller deoksyribonukleinsyre, er et molekyl som består av to lange tråder av nukleotider som vrir seg rundt hverandre for å danne en dobbel helix. Det er arvestoffet i mennesker og nesten alle andre organismer som bærer de genetiske instruksjonene for utvikling, funksjon, vekst og reproduksjon. Nesten hver celle i en persons kropp har samme DNA. Det meste av DNA er lokalisert i cellens kjerne (hvor det kalles kjerne-DNA), men en liten mengde DNA kan også finnes i mitokondriene (hvor det kalles mitokondrielt DNA eller mtDNA).
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>DNA[{“attribute=””>DNA[{“attribute=””>ADN[{“attribute=””>DNA(eDNA)referertotheorganismen’sDNAthatmaybefoundintheenvironmentEnvironmentalDNAoriginatesfromcellularmaterialshedbyorganisms(throughskinfecesetc)intoaquaticorterrestrialenvironmentsthatcanbeobtainedandmonitoredusingnewmolecularmethodsThesetechniquesareessentialfortheearlydetectionofinvasivespeciesaswellasthedetectionofrareandcrypticspecies[{“attribute=””>DNA[{“attribute=””>DNA[{“atribut=””>ADN[{“attribute=””>DNA(eDNA)refererertilorganismensDNAsomkanfinnesimiljøetMiljø-DNAstammerfracellematerialesomavgisavorganismer(gjennomhudavføringosv)innivann-ellerterrestriskemiljøersomkanoppnåsogovervåkesvedhjelpavnyemolekylæremetoderDisseteknikkeneeravgjørendefortidligpåvisningavinvasiveartersamtpåvisningavsjeldneogkryptiskearter[{“attribute=””>DNA[{“attribute=””>DNA[{“attribute=””>ADN[{“attribute=””>DNA(eDNA)referstotheorganism’sDNAthatmaybefoundintheenvironmentEnvironmentalDNAoriginatesfromcellularmaterialshedbyorganisms(throughskinfecesetc)intoaquaticorterrestrialenvironmentsthatcanbeobtainedandmonitoredusingnewmolecularmethodsThesetechniquesareessentialfortheearlydetectionofinvasivespeciesaswellasthedetectionofrareandcrypticspecies[{“attribute=””>DNA[{“attribute=””>DNA[{“atribut=””>ADN[{“attribute=””>DNA(eDNA)refererertilorganismensDNAsomkanfinnesimiljøetMiljø-DNAstammerfracellematerialesomavgisavorganismer(gjennomhudavføringosv)innivann-ellerterrestriskemiljøersomkanoppnåsogovervåkesvedhjelpavnyemolekylæremetoderDisseteknikkeneeravgjørendefortidligpåvisningavinvasiveartersamtpåvisningavsjeldneogkryptiskearter
For eksempel kan DNA-sekvensering nå identifisere ulovlig høstet sjømat for å beskytte truede arter. DNA i sjøvannsprøver, kalt miljø-DNA, dukker opp som et mer levedyktig alternativ eller komplement til tradisjonelle SCUBA-baserte undersøkelser av marint biologisk mangfold, og kan også brukes til å overvåke sykdomsutbrudd og spredning av invasive arter. I tillegg finnes det genomiske teknikker som kan hjelpe fiskerne å holde oversikt over fiskebestandene og overvåke hvordan fisken tilpasser seg stressfaktorer i miljøet.
Med blikket mot fremtiden peker van Oppen og Coleman på en rekke nye teknologier som kan være til nytte for livet i havet. Akkurat som mennesker tar probiotika for tarmhelsen, kan spesifikke bakterie- og sopparter identifiseres eller konstrueres for å gagne helsen til dyrelivet, for eksempel koraller. Syntetisk biologi kan muliggjøre produksjon av produkter i laboratoriet som tidligere ble høstet fra marine økosystemer, som hesteskokrabbeblod, og genomredigering kan brukes til å hjelpe organismer med å tilpasse seg raskere til deres skiftende miljø. Selv om det fortsatt er kontroversielt, er det også muligheten for å bruke gendrift, som fører til at skadelige gener spres gjennom en populasjon, for å utrydde invasive arter.
Effektiv bruk av disse tilnærmingene vil kreve utvikling av hensiktsmessige nettbaserte plattformer og forbedret samarbeid mellom de ulike interessentene i marine økosystemer, og forfatterne oppfordrer finansieringsbyråer til å støtte denne innsatsen. De konkluderer med at genomiske teknologier kan forbedre bevarings- og restaureringsarbeidet betydelig, men bare hvis gapet mellom genomikkeksperter og forvaltere av marint biologisk mangfold kan bygges bro.
van Oppen legger til, «Genetiske/genomiske tilnærminger kan transformere måten vi beskytter, forvalter og bevarer livet i havet og kan bidra til å øke motstandskraften til marine arter mot klimaendringer.»
Referanse: «Advancing marine life conservation through genomics» av Madeleine JH van Oppen og Melinda A. Coleman, 17. oktober 2022, PLOS Biology.
DOI: 10.1371/journal.pbio.3001801
Finansiering: MJHvO anerkjenner Australian Research Council Laureate Fellowship FL180100036. MAC mottok forskningsstøtte gjennom Australian Research Council DP200100201. Finansierne hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere eller utarbeidelse av manuskriptet.