يُظهر الحمض النووي في الماء لعلماء جنوب إفريقيا مكان العثور على سمكة الأنابيب النادرة

يعد تتبع مجموعات الحياة البرية في العالم أمرًا أساسيًا لجهود الحفظ في مواجهة التدهور المستمر للتنوع البيولوجي العالمي.

لكن دراسة بعض الأنواع أصعب من غيرها. بعض الأنواع المائية ، على سبيل المثال ، بعيدة عن الاكتشاف لأنها نادرة للغاية وقليلة التوزيع.

أحد الأمثلة المراوغة بشكل خاص هو سمكة أنابيب مصبات الأنهار (Syngnathus Watermeyeri). وهو النوع الوحيد المهددة بالانقراض (عائلة الأسماك التي تضم فرس البحر ، وأسماك الأنابيب ، والسيدراجون) في العالم. توجد فقط في القارة الأفريقية وهي مستوطنة في عدد قليل من مصبات الأنهار في الكاب الشرقي بجنوب إفريقيا.

لطالما كان من الواضح أن سمكة الأنابيب في مصبات الأنهار مهددة. تم تصنيف هذا النوع على أنه منقرض في عام 1994 قبل إعادة اكتشافه في عام 1996. ويوجد ما يقدر بـ 100-250 نوعًا متبقيًا على مستوى العالم ، ولكن لا يُعرف الكثير.

التحدي الأكبر هو الحفاظ على العد. إن طرق مسح السكان التي تعمل مع الأنواع الأخرى – مثل المعاوضة والعد ووضع العلامات – ليست فعالة ببساطة للمراوغات S. Watermeyeri. إنها صغيرة جدًا: يبلغ طول البالغين ما بين 10 سم و 15 سم وهم خبراء في التمويه وسط الأعشاب البحرية لتجنب اكتشافها.

التقنيات الجديدة قد تحل المشكلة. أحدهما هو الحمض النووي البيئي (أو eDNA). يشير هذا إلى المادة الوراثية المشتقة من الكائنات الحية – خلايا الجلد والدم والبراز وما إلى ذلك – والتي يمكن استخلاصها من العينات البيئية مثل الماء أو التربة أو الجليد أو الهواء. نظرًا لأنه يتحلل في غضون أيام أو أسابيع في البيئات المائية ، يمكن أن توفر eDNA لمحة محدثة عن التنوع البيولوجي داخل المنطقة. يمكن أن يكشف تحليل هذه المادة عن وجود أنواع نادرة ربما ظلت مخفية لولا ذلك.

شرعت دراستنا الحديثة لتحديد ما إذا كانت eDNA أداة جيدة لرصد أسماك الأنابيب في مصبات الأنهار. الجواب هو نعم”. إنه أكثر نجاحًا في الكشف عن الطريقة التقليدية لشباك الشباك.

نحن نجادل بأن eDNA لها قيمة كبيرة كنهج تكميلي أو طريقة للتحقيق في وجود الأنواع في بيئة معينة.

كان بحثنا حول اختبار eDNA كطريقة للمراقبة ، وليس حول تحديث التقديرات الخاصة بأسماك الأنابيب. ولكنه سيساعد في تحديد المناطق ذات الأولوية لحفظها ، وما هي خصائص الموائل المهمة لدعم هذا النوع.

تمثل هذه المعرفة خطوة أولى حاسمة لوضع خطة طويلة الأجل للمراقبة والتعافي لأنبوب مصبات الأنهار. الآن بعد أن عرفنا مكانه والموئل الذي يحتاجه ، يمكننا تحديد المواقع المحتملة لإعادة إدخال الأنواع ثم استخدام eDNA لمراقبة نجاح هذه البرامج.

البحث

في ربيع عام 2019 ، شرعنا في البحث عن أسماك الأنابيب واختبار استخدام eDNA كأداة مراقبة لهذه الأنواع النادرة. أجرينا مسوحات شبكية بالشباك السينية في وقت واحد لمقارنة حساسية كلتا الطريقتين لاكتشاف أسماك الأنبوب في مصبات الأنهار.

اقرأ المزيد: كيف أدت صورة تحت الماء إلى اكتشاف نوع صغير جديد من فرس البحر

أخذنا عينات من جميع مصبات الأنهار في مقاطعة الكاب الشرقية بجنوب إفريقيا حيث تم تسجيل الأنواع تاريخيًا: كاريغا ، بوشمان ، كاسوجا ، مصبات الأنهار الشرقية والغربية. تمت زيارة ما مجموعه 39 موقعًا عبر مصبات الأنهار الخمسة هذه. في كل موقع ، تم جمع عينات المياه من أجل eDNA ، وأجريت عمليات مسح بشباك السين.

ثبت أن كنس شبكة الشباك من خلال طبقات سميكة من الأعشاب البحرية والأعشاب البحرية أثناء الغرق في مصبات الأنهار الموحلة كانت مهمة شاقة ، لكن الطريقة كانت ناجحة. بهذه الطريقة وحدها ، تم العثور على أنابيب مصب الأنهار في خمسة مواقع – أربعة في مصب بوشمانز وموقع واحد في مصب كاريغا.

لم نكن نعرف على الفور ما ستكشفه عينات المياه – كان لابد من معالجتها. تم تصفية العينات بعد وقت قصير من جمعها وأخذت إلى مختبر TrEnD في جامعة Curtin في بيرث ، أستراليا الغربية ، والذي تم إعداده خصيصًا لأعمال التتبع والحمض النووي البيئي مثل هذا.

تم استخدام اختبار خاص بالأنواع تم تطويره لهذه الدراسة للكشف عن سمكة أنابيب مصبات الأنهار في عيناتنا. بعد العمل المخبري المكثف وتحليل البيانات ، أثبت هذا النهج نجاحه: اكتشفنا بنجاح S. Watermeyeri باستخدام eDNA في 20 من أصل 30 موقعًا داخل مصبات Kariega و Bushmans.

بعض السكان فقدوا بالفعل

حملت نتائج eDNA التي توصلنا إليها بعض الأخبار السيئة حول سمكة الأنابيب في مصبات الأنهار. عززت الدراسة العديد من الآخرين الذين اقترحوا S. Watermeyeri انقرضت في مصبات الأنهار في كاسوجا وشرق وغرب كلاينموند. هذا يسلط الضوء على أهمية الحفاظ على مصبات Kariega و Bushmans كملاذ للتآزر المهددة بالانقراض.

لقد أكدنا أيضًا على أحد التفاصيل التي تمت ملاحظتها في الاستطلاعات السابقة: من المرجح أن يتم العثور على سمكة الأنابيب حيث توجد أسرة كثيفة من زوستيرا كابينسيس (أعشاب بحرية مستوطنة في مصبات الأنهار في الجنوب الأفريقي). وحددنا كوديوم الأعشاب البحرية ، التي شكلت أحواض كبيرة عائمة بين الطحالب زوستيرا الأعشاب البحرية ، باعتبارها موطنًا مهمًا لأسماك الأنابيب.

تشير هذه النتائج إلى النظم البيئية الحساسة في مصبات الأنهار – المسطحات المائية الساحلية التي وجدت حيث تلتقي الأنهار بالبحر. ويؤكد كيف توفر مصبات الأنهار موائل مهمة للنباتات والمخلوقات. لسوء الحظ ، تتعرض مصبات الأنهار لضغط كبير ، خاصة من التلوث.

يعني هذا البحث الآن أن العلماء لديهم صورة أفضل بكثير عن حالة سمكة أنابيب مصبات الأنهار. يوفر هذا أساسًا لتطوير برنامج مراقبة طويل الأجل للأنواع. كما يوضح كيف ستكون التقنيات الجديدة ، مثل eDNA ، هي المفتاح لتوجيه الحفاظ على التنوع البيولوجي في العالم.