يقول رايان كيلي:"تترك كل الأنواع ورائها آثارًا من الحمض النووي في كل مكان". وهو عالم بيئة في جامعة واشنطن في سياتل. إنه يعمل أيضًا في مركز حلول المحيطات بجامعة ستانفورد في بالو ألتو ، كاليفورنيا. إذا خدش حكة ، كما يقول ، فأنت تتخلص من خلايا الجلد التي تحتوي على الحمض النووي الخاص بك. الحيوانات الأليفة والحيوانات الأخرى تترك وراءها أجزاء من الجلد الميت تعرف باسم الوبر. الزواحف تتساقط جلودها مع نموها. حتى أنه يوجد حمض نووي في البراز.
يوضح David Lodge:"تمامًا كما يفعل علماء الطب الشرعي في مسرح الجريمة كل يوم ، نكتشف أثر الحمض النووي الذي تركه وراءنا". إنه عالم أحياء في جامعة نوتردام في ساوث بيند ، إنديانا. وهو يبحث عن علامات وجود حيوان حوله عن طريق البحث عن أجزاء من الحمض النووي الذي ألقاه. يشير العلماء إلى هذه القمامة الوراثية على أنها e-DNA. هنا ، يرمز الحرف "e" إلى البيئة.
الحمض النووي هو المادة الجينية الموجودة في خلايا جميع الكائنات الحية. يبدو وكأنه سلم طويل ملتوي. كل درجة على هذا السلم عبارة عن زوج من المواد الكيميائية تسمى النيوكليوتيدات. هناك أربعة من هذه المواد الكيميائية:الأدينين ، الثايمين ، السيتوزين والجوانين. يشير العلماء إليها باختصار A و T و C و G. يجب أن يقترن كل نوكليوتيد على جانب واحد طويل من السلم بنوع محدد على الجانب الآخر. الزوج الوحيد مع T. يجب أن يقترن أي حرف C مع G.
يمتلك البشر حوالي 3 مليارات درجة ، أو أزواج قاعدية ، في حمضهم النووي. الأنواع الأخرى لديها أكثر أو أقل. يعتبر ترتيب أزواج القواعد في الحمض النووي لكل فرد أمرًا فريدًا ، ولكن نمطه سيكون مشابهًا جدًا لنمط الأعضاء الآخرين من نوعه. يمكن للعلماء استخدام هذا الرمز لتحديد الأنواع.
يجوب العلماء للحصول على eDNA في جميع أنحاء البيئة ، في الماء والتربة ولب الجليد - حتى أحشاء العلقات.
يبدأ الباحثون في المختبر ببعض العينات البيئية. قد تكون ورقة أو قنينة ماء أو بعض الأنسجة الحيوانية أو الغبار. تتمثل الخطوة الأولى في عزل خلايا كائن حي واحد أو أكثر في العينة. ثم يضيفون هذه المواد إلى بعض المواد الكيميائية التي تعمل بجد. مادة كيميائية واحدة تكسر جدران الخلايا لتحرير حمضها النووي. مادة كيميائية أخرى تلتقط البروتينات والمواد الأخرى التي ليست DNA. ثم تقوم الآلة بتدوير المزيج بسرعة عالية. سائل مليء بالحمض النووي يطفو إلى الأعلى. كل شيء آخر يغرق في القاع. المزيد من الخطوات للتخلص من السائل الزائد من تلك الطبقة العليا.
قد تكون هناك حاجة إلى عمل إضافي على طول الطريق "لتنظيف" العينات أكثر ، كما توضح مارغريت هانتر. إنها عالمة وراثة تعمل في هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية في جينسفيل بولاية فلوريدا. على سبيل المثال ، كان على مختبرها إزالة بعض المركبات التي تنتجها الأشجار المحلية. كانت تبحث عن الحمض النووي من الثعابين البورمية الغازية. يمكن لهذه المواد الكيميائية الموجودة في الأشجار إيقاف التفاعلات التي يجب أن تحدث في المجموعة التالية من الخطوات في بحثها عن python eDNA.
في المشاريع التي تركز على بعض الأنواع المعينة ، مثل الثعبان ، تبحث هذه الخطوات التالية في العينة عن مدى معين من الدرجات من بنية تشبه السلم للحمض النووي. يُعرف هذا الامتداد المحدد لجزيء الحمض النووي بالتسلسل. وستكون فريدة لأنواعها.
الشرح:كيف يعمل تفاعل البوليميراز المتسلسل
إذا تم العثور عليها ، ستقوم الطريقة بعد ذلك بعمل العديد والعديد من النسخ من جزء الحمض النووي هذا. تسمى عملية النسخ هذه تفاعل البلمرة المتسلسل (Puh-LIM-er-ase) ، أو PCR. في الواقع ، إنها تعمل مثل آلة تصوير الحمض النووي.
تشرح إيفا إيجينج سيغسجارد أن استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل سيعزز إشارة الحمض النووي. إنها عالمة أحياء في متحف التاريخ الطبيعي في الدنمارك في كوبنهاغن. فكر في رفع مستوى الصوت على هاتفك الخلوي. بعد تضخيم الصوت ، يمكنك سماع الرنين فوق أي ضوضاء في الخلفية في الغرفة. وبالمثل ، كما تقول ، "عندما نقوم بتضخيم الحمض النووي ، فإننا نصنع كميات كبيرة من الحمض النووي المحدد الذي نبحث عنه." وهذا يجعل هذا الحمض النووي بارزًا ضد "ضوضاء" الحطام الجيني للأنواع الأخرى.
صممت Hunter في USGS عملها للعثور على جزء من الحمض النووي للثعبان البورمي ونسخه يختلف عن ذلك الموجود في جميع الأنواع الأخرى. في عام 2015 ، سمح ذلك لفريقها بإظهار لأول مرة أنه يمكن اكتشاف الثعابين الكبيرة من خلال eDNA. إذا أصبح أخذ عينات eDNA أكثر روتينية ، فقد يساعد العلماء على تتبع - أو البحث عن - أدلة على وجود أنواع نادرة أو مموهة بتكلفة منخفضة نسبيًا.
