قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
العناكب تغزل شبكات حريرية لالتقاط الذباب والفرائس الصغيرة الأخرى. كما أنهم يصطادون ثروة من الحمض النووي من البيئة المحيطة، وهو مورد مخفي قال علماء أستراليون إنه يمكن استخدامه لتتبع الحيوانات المهددة بالانقراض ومراقبة النظم البيئية.
كشفت شبكات العنكبوت التي تم جمعها من موقعين حول مدينة بيرث في غرب أستراليا – حديقة حيوان بيرث ومحمية غابات كاراكاميا – عن التوقيع الجيني لـ 93 حيوانًا، بما في ذلك حيوانات الكنغر والكوالا الأصلية والفيلة الأسيرة والحمير الوحشية، وفقًا لدراسة نشرت الأسبوع الماضي في مجلة iScience.
قد تكون شبكات العنكبوت طريقة مفيدة لمراقبة الحيوانات الموجودة حولنا، وفقًا للمؤلف المشارك في الدراسة جوشوا نيوتن، وهو طالب دكتوراه في كلية العلوم الجزيئية والحياة بجامعة كيرتن بالقرب من بيرث.
وقال نيوتن في بيان صحفي: “هذه الشبكات، التي غالبا ما يتم تجاهلها في دراسات التنوع البيولوجي، أثبتت أنها خزانات للمعلومات الجينية”.
“مع وجود كميات ضئيلة فقط من الحمض النووي اللازم للتعرف على الحيوانات، فإن هذه الطريقة الرخيصة وغير الجراحية يمكن أن تغير قواعد اللعبة في كيفية استكشاف وحماية التنوع البيولوجي الأرضي لدينا.”
تترك جميع الكائنات الحية وراءها أجزاء من الحمض النووي على شكل خلايا جلدية أو شعر أو سوائل جسدية، وتعرف هذه المادة الوراثية بالحمض النووي البيئي أو eDNA.
تمكن العلماء من اكتشاف الحمض النووي الحيواني في الهواء. استعادت دراستان لإثبات المفهوم نُشرتا في عام 2022 الحمض النووي لحيوانات متعددة من عينات الهواء التي تم جمعها من حديقة حيوان كوبنهاغن في الدنمارك وحديقة حيوان هامرتون في المملكة المتحدة.
تأخذ الدراسة الأسترالية الفكرة خطوة أخرى إلى الأمام، حيث تلغي الحاجة إلى أي معدات، مثل المروحة أو مرشح الهواء، لجمع العينة.
وقال المؤلفون إن الشبكات “منتشرة في كل مكان في العديد من البيئات الطبيعية والبشرية، وتوجد في مجموعة من الموائل الدقيقة في جميع أنحاء العالم، ويتم اختيارها بشكل طبيعي لتكون بمثابة مصائد لزجة”.
علاوة على ذلك، من السهل جدًا جمع شبكات العنكبوت، كما قال نيوتن. “أشبه ذلك عندما تقوم الأميرة فيونا في فيلم Shrek بصنع خيط تنظيف عنكبوتي لشريك. انها مجرد الاستيلاء على عصا وتلف كل شيء. وأوضح أن هذا ما أفعله في الأساس. “أعيده إلى المختبر ثم ننزع الحمض النووي منه باستخدام طرق استخلاص قياسية جدًا.”
لقد أحدثت التقنيات التي تتضمن الحمض النووي الإلكتروني (eDNA) بالفعل تأثيرًا كبيرًا في مختلف مجالات البحث العلمي. يستخدم علماء الآثار الحمض النووي الإلكتروني الموجود في طين الكهوف لفهم التجمعات البشرية القديمة، بينما كشف الحمض النووي الإلكتروني من قلب الأرض القطبية الشمالية عن المكان الذي كانت تتجول فيه حيوانات الماموث وحيوانات العصر الجليدي الأخرى.
يتم استخدامه في الحفاظ على البيئة، وقد تم نشر هذه التقنية في إعادة اكتشاف الخلد الذهبي الأعمى، والذي تم العثور عليه باستخدام الحمض النووي eDNA بعد 87 عامًا من خوف خبراء الحياة البرية من انقراض هذا النوع.
تُستخدم تقنيات مماثلة لأخذ عينات من الحمض النووي الإلكتروني في مياه الصرف الصحي لاكتشاف وتتبع الأمراض مثل كوفيد-19 بين البشر.
قالت إليزابيث كلير، الأستاذة في قسم علم الأحياء بجامعة يورك في أونتاريو بكندا، والتي قادت إحدى دراسات عام 2022 حول أخذ عينات من الحمض النووي الإلكتروني ولكنها لم تشارك في هذا البحث، إنها أحبت فكرة استخدام شبكات العنكبوت.
“إنه أمر غير جراحي بشكل رائع (إلا إذا كنت أنت العنكبوت!).” قالت عبر البريد الإلكتروني: “لا يفاجئني على الإطلاق أن الأمر ناجح”.
وأضافت: “لقد واصلنا متابعة الحمض النووي الإلكتروني من المصادر الجوية، وأعتقد أنه بمجرد فرز الأساليب، فإن الحمض النووي الإلكتروني المحمول جواً سيكون ناجحًا للغاية”.
المخلوقات كبيرة وصغيرة
في حديقة حيوان بيرث، امتدت الأنواع التي تم اكتشافها في الحجم من قرد القشة القزم إلى الفيل الآسيوي. في كلا الموقعين، حديقة الحيوان ومحمية غابات كاراكاميا، تمكنوا من اكتشاف حيوانات ذات سلوك وأسلوب حياة مختلفين، بما في ذلك الأبوسوم الشجري الشائع، والحيوانات التي تعيش على الأرض مثل الزرافة، والأنواع الليلية والحيوانات ذات الفراء والريش والحشور. والجلد العاري.
تم اكتشاف ما يقرب من ضعف الأنواع في حديقة الحيوان (61) مقارنة بالغابات (32). وقال المؤلفون إن هذا الاختلاف محتمل لأن الكثافة الأكبر للحيوانات في حديقة الحيوان تزيد من فرص اكتشافها.
وأشارت الدراسة إلى أن الأنواع المختلفة من شبكة العنكبوت التي تم جمعها قد تؤثر أيضًا على أنواع وكمية الحمض النووي الذي تم جمعه.
في منطقة غابات كاراكاميا، على بعد 50 كيلومترًا (31 ميلًا) من حديقة الحيوان، جمع الفريق المزيد من الشبكات الجرم السماوية ثنائية الأبعاد من عائلات العناكب Araneidae وPhonognathidae.
على النقيض من ذلك، كانت غالبية الشبكات التي تم جمعها في حديقة حيوان بيرث من عائلتي Desidae وTheridiidae، وكلاهما ذو ترتيبات شبكية متشابكة وغير منتظمة.
قال نيوتن إن الأنواع المختلفة من الشبكات قد تناسب أنواعًا معينة من التحليل.
وقال: “الكثير من العناكب المدارية ستزيل شبكتها في الصباح ثم تعيد بناءها في الليل”، مما يسمح للعلماء بجمع الحمض النووي خلال فترة محددة.
بعد ذلك، سيرى الفريق كيف يمكن مقارنة شبكات العنكبوت بالمواد الأخرى التي تمتص أو تجمع الحمض النووي eDNA، بما في ذلك التربة والمياه..
“أعتقد أن الشيء الكبير المجهول بالنسبة للكثير من (هذا) هو المدى الذي يسافر به الحمض النووي.”
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com