У центрі уваги: ​​Молекулярна скатологія - ПЛР на пу виявляє кулінарні дієти

Мої діти шкільного віку та їхні друзі одержимі пуком. Вони говорять про це, вказують на це під час походів і намагаються розшифрувати, що з’їла тварина, яка зробила поклад. Вони маленькі скатологи. Звернення нашої уваги на пу може сказати нам багато чого про тварину, особливо коли хтось застосовує сучасні технології до науки скатології.

Злиття екскрементів тварин за допомогою молекулярно-лабораторних методів називається молекулярною скатологією, або полімеразною ланцюговою реакцією (ПЛР) на поо. У цьому випуску дослідження Wader Novic, Veit, Mizrahi та Symondson застосовують молекулярну скатологію до птахів, які зупиняються під час весняної міграції в затоці штату Делавер. У своїй статті 1 вони описують, як вони збирали зразки калу у берегових птахів та проводили специфічну ПЛР для амфіподів на цих зразках, щоб з'ясувати, чи є амфіподи частиною дієти берегових птахів у затоці Делавер.

Затока Делавер відома як місце критичного зупинки берегових птахів при весняній міграції, і добре відомо, що яйця нерестових підковоподібних крабів Limulus polyphemus є важливим джерелом їжі. Раніше дослідження 2, проведене тими ж дослідниками, було зосереджене на виявленні ДНК кращоподібного краба у фекаліях птахів та підтвердило важливість яєць підковового краба для мігруючих берегових птахів. Але яйця здавались важливішими для одних видів, ніж інші, змушуючи дослідників замислюватися про інші джерела їжі для безхребетних птахів у затоці Делавер. Амфіпод Corophium volutator є цінним предметом здобичі для берегових птахів у бухті Фанді під час осіннього зупинки. Повідомляється про понад 40 видів ракоподібних амфіпод у затоці Делавер, і дослідники задалися питанням, чи їдять берегові птахи амфіпод у затоці.

Розуміння того, як використовують берегові птахи всі Продовольчі ресурси на цій критичній зупинці допоможуть ефективніше зберегти та керувати ними.

Але чому вигадливі техніки, чому б просто не поглянути на какашка? Часто біологи прибережних птахів можуть з’ясувати, що їли птахи, уважно розглянувши зразки калу. Це пов’язано з тим, що деякі берегові птахи в деяких частинах світу харчуються здобиччю з твердою оболонкою (наприклад, молюсками та мідіями), фрагменти шкаралупи яких все ще можна ідентифікувати у фекаліях. Але в затоці штату Делавер берегові птахи їдять м’якшу здобич. Ані засвоєних яєць підковоподібного краба, ані таких безхребетних, як амфіподи, не легко побачити в калі. Інші методи, такі як промивання шлункового вмісту, набагато більш інвазивні, і дрібну та м’яку здобич важко побачити навіть тоді, оскільки берегові птахи швидко перетравлюють їжу. Ось чому молекулярна скатологія настільки корисна.

Для проведення молекулярної скатології дослідникам спочатку потрібно було переконатися, що праймери ПЛР надійно виявляють амфіпод, на яких вони націлені. Для цього - а також для вивчення сезонних змін чисельності безхребетних протягом усього сезону зупинки - вони відбирали проби донних ядер в продовольчих районах на стороні Нью-Джерсі затоки Делавер. Вони виявили, що їх праймери справді виявляли види амфіпод. Вони також виявили, що щільність амфіпод у затоці Делавер була значно нижчою, ніж у C. volutator в затоці Фунді, і що максимальна щільність амфіпод у місцях дослідження була значно нижчою, ніж щільність яєць Limulus. Але чи їли птахи амфіпод (хоча яєць було більше)? І чи були амфіподи більш важливим джерелом їжі для одних видів, але не для інших?

Щоб це дізнатись, їм потрібно було спробувати свої праймери амфіпод на качанні. Вони ловили берегових птахів за допомогою туманної сітки протягом травня як у 2011, так і в 2012 роках, і отримували зразки калу у окремих птахів, розміщуючи птахів у ящики, вистелені фольгою, та збираючи їх послід після їх депонування. Як і у випадку із зразками донних ядер, праймери успішно ампліфікували ДНК амфіпод із зразків калу. ДНК амфіподів була присутня у зразках усіх чотирьох випробуваних видів: Dunlins, Least Sandpipers, Semipalmated Sandpipers і Short-billed Dowitchers. Ці види харчуються амфіподами, крім яєць підковоподібного краба, під час весняної зупинки в затоці Делавер.

міжнародна

Данлін (ліворуч) і Довчір з короткошерстими справа (праворуч) - два види, які, як виявили, їдять амфіподів як альтернативну здобич у затоці штату Делавер. Фотографії: Д. Бюлер.

У даних за 2012 рік вони також виявили суттєві відмінності у поширенні амфіпод у фекаліях різних видів, при цьому Найменші пісочниці використовують ці джерела їжі більше, ніж Данлінз, Семіпальмапед Піпперс та короткошерсті Довчітчери. Це узгоджується з тенденцією найменшої кулики до кормів у вегетованих районах приливних боліт, де нерестові краби є рідкістю. Це також узгоджується з попередньою знахідкою, що яйця Limulus були виявлені в меншому відсотку зразків найменшої пісочниці порівняно з іншими видами берегових птахів 2. Схоже, що найменші пісочниці покладаються на амфіподів та, мабуть, інших донних безхребетних, а не на яйця підковових крабів під час весняного зупинки в затоці штату Делавер. Дослідники також зазначають, що амфіподи можуть також бути важливим джерелом їжі для інших видів берегових птахів до того, як яйця крабів стануть доступними ранньою весною.

Поєднуючи старі та нові методи, дослідники краще зрозуміли, як берегові птахи використовують наявні ресурси в цій критичній зоні зупинки. Така інформація необхідна для ефективного збереження та управління береговими птахами та їх кормовими середовищами проживання. У затоці штату Делавер ми дізнаємось, що припливні селеві болота та болота, де птахи харчуються різними донними безхребетними, також є важливими місцями проживання для берегових птахів. Отже, нові стратегії збереження щодо цих середовищ існування слід розглядати в майбутньому.

Це дослідження є одним із багатьох, в якому дослідники включили нові технології у дослідження птахів. Інші нововведення включають використання геолокаторів для всього, від виявлення шляхів польоту мігрантів на великі відстані до вивчення їх біології розмноження у віддалених районах (як підкреслюється [роботою] Лісовського та його колег, також у цьому випуску дослідження Wader 3. Це справді і захоплюючий час для технологій вивчення куликів та інших птахів 4 .