Spotlight: Molecular Scatology - A poo PCR-je feltárja a gázló diétákat

Iskoláskorú gyerekeim és barátaik megszállottja a kakinak. Beszélnek róla, rámutatnak a túrákra, és megpróbálják megfejteni, mit evett a betétet adó állat. Kis scatológusok. Ha a figyelmünket a poóra fordítjuk, sokat elárulhatunk egy állatról, különösen, ha a modern technológiát alkalmazzák a szkatológia tudományára.

Az állati ürülék fúzióját molekuláris laboratóriumi technikákkal molekuláris szkatológiának, vagy poo-on történő polimeráz láncreakciónak (PCR) nevezzük. A Wader Study ebben a számában Novic, Veit, Mizrahi és Symondson molekuláris szkatológiát alkalmaz a parti madarakra a Delaware-öböl tavaszi vándorlásakor. 1. cikkükben leírják, hogyan gyűjtötték a parti madarak ürülékmintáit, és miként végezték el az amfipod-specifikus PCR-t ezeken a mintákon, hogy kiderítsék, hogy az amfipódok a Delaware-öbölben a partimadár-étrend részét képezik-e.

A Delaware-öböl a parti madarak kritikus megállóhelye a tavaszi vonulás során, és köztudott, hogy az ívó patkó rákok Limulus polyphemus petéi nélkülözhetetlen táplálékforrást jelentenek. Egy korábbi tanulmány, amelyet ugyanazok a kutatók végeztek, a Patkó rák DNS kimutatására összpontosított a madár ürülékében, és megerősítette a Patkó rák tojások fontosságát a parti madarak vándorlásában. A tojások azonban egyes fajok számára fontosabbnak tűntek, mint mások, így a kutatók elgondolkodtak a Delaware-öböl parti madarainak gerinctelen táplálékain. Az amfipodos Corophium légcsatorna értékes zsákmány a parti madarak számára a Fundy-öbölben az őszi megállás során. Több mint 40 amfipódás rákfajról számoltak be Delaware-öbölben, és a kutatók arra voltak kíváncsiak, hogy a parti madarak esznek-e amfipódákat az öbölben.

A partimadarak használatának megértése összes az élelmiszer-erőforrások ezen a kritikus megállóhelyen támogatni fogják a hatékonyabb megőrzést és kezelést.

De miért a divatos technikák, miért nem csak a kakit nézzük? A parti madarak biológusai gyakran alaposan megnézhetik a székletmintákat. Ugyanis a parti madarak a világ egyes részein kemény héjú zsákmányt fogyasztanak (például kagylót és kagylót), amelynek héjtöredékei még mindig azonosíthatók a székletben. De a Delaware-öbölben a parti madarak lágyabb zsákmányt esznek. Sem az emésztett patkás rák tojásait, sem a gerinctelen állatokat, például az amfipódákat, nem lehet könnyen észlelni a székletben. Más módszerek, például a gyomortartalom öblítése, sokkal invazívabbak, és a kicsi és puha zsákmányt akkor is nehéz belátni, mert a parti madarak gyorsan megemésztik az ételt. Ezért olyan hasznos a molekuláris szkatológia.

A molekuláris szkatológia elvégzéséhez a kutatóknak először meg kellett győződniük arról, hogy a PCR-primerek megbízhatóan észlelik-e a megcélzott amfipódokat. Ehhez - és a gerinctelenek bőségének szezonális változásának vizsgálatára a teljes leszállási szezonban - bentos magmintákat vettek a Delaware-öböl New Jersey-i oldalán található takarmányozási területeken. Megállapították, hogy primereik valóban kimutatták az amfipód fajokat. Azt is megállapították, hogy az amfipódák sűrűsége a Delaware-öbölben lényegesen alacsonyabb volt, mint a C. volutatoré a Fundy-öbölben, és hogy az amfipodák maximális sűrűsége a vizsgálati helyeken lényegesen alacsonyabb volt, mint a Limulus-tojások sűrűsége. De vajon a madarak megették-e az amfipódokat (annak ellenére, hogy a petesejtek bőségesebbek voltak)? És az amfipódok fontosabb táplálékforrást jelentettek-e egyes fajok számára, mások nem?

Ahhoz, hogy megtudják, ki kellett próbálniuk az amfipódos alapozóikat kakakon. Ködhálóval fogták a partimadarakat egész májusban, 2011-ben és 2012-ben egyaránt, és az egyes madarakból ürülékmintákat nyertek azzal, hogy a madarakat fóliával bélelt dobozokba tették, és miután lerakódtak, összegyűjtötték ürüléküket. Csakúgy, mint a bentos magminták esetében, a primerek is sikeresen amplifikálták az amfipód DNS-t a székletmintákból. Az amfipód DNS mind a négy vizsgált faj mintájában jelen volt: Dunlins, Legal Sandpipers, Semipalmated Sandpipers és Short-billed Dowitchers. Ezek a fajok amfipódákat esznek a Patkó rák tojás mellett a Delaware-öböl tavaszi megállása során.

nemzetközi

A Dunlin (balra) és a rövid számlájú Dowitcher (jobbra) egyike azon fajoknak, amelyekről kiderült, hogy a Delaware-öbölben alternatív zsákmányként amfipódákat esznek. Fotók: D. Buehler.

A 2012-es adatokban szintén jelentős különbségeket találtak az amfipódák előfordulásában a különböző fajok ürülékében, a legkevésbé Sandpipers többször használta ezt az élelmiszerforrást, mint a Dunlins, a Semipalmated Sandpipers és a rövid számlájú Dowitchers. Ez összhangban áll a legkevésbé Sandpiper táplálkozási hajlamával az árapályos mocsarak vegetált területein, ahol az ívó rák nem gyakori. Összhangban van azzal a korábbi megállapítással is, hogy a Limulus-tojásokat a legkevesebb Sandpiper-mintában kisebb százalékban találták más parti madárfajokhoz képest 2. Úgy tűnik, hogy a legkevésbé Sandpiperek a tavaszi megállás során a Delaware-öbölben a Patkó rák tojásaira inkább amfipódákra és valószínűleg más bentos gerinctelenekre támaszkodnak. A kutatók azt is megjegyzik, hogy az amfipódák más tengeri madárfajok számára is fontos táplálékforrást jelentenek, mielőtt a rák peték kora tavasszal elérhetővé válnának.

A régi és új módszerek ötvözésével a kutatók jobban megértették, hogy a parti madarak hogyan használják fel a rendelkezésre álló erőforrásokat ezen a kritikus megállóhelyen. Ilyen információkra van szükség mind a parti madarak, mind a táplálkozási élőhelyeik hatékony megőrzéséhez és kezeléséhez. Delaware-öbölben megtudjuk, hogy az árapályos iszapok és mocsarak, ahol a madarak különböző bentos gerinctelenekből táplálkoznak, szintén fontosak a parti madarak táplálkozási élőhelyei számára. Ezért a jövőben fontolóra kell venni ezeket az élőhelyeket érintő új védelmi stratégiákat.

Ez a tanulmány egy a sok közül, amelyben a kutatók új technológiákat építettek be a madarak vizsgálatába. További újítások közé tartozik a földrajzi helymeghatározók használata, a távolsági migránsok repülési útvonalainak felfedezésétől kezdve a tenyészbiológiájuk távoli területeken történő tanulmányozásáig (ahogy Lisovski és munkatársai [tanulmány] is kiemelte), a Wader 3. tanulmányának ebben a számában is. és izgalmas idő a technológiára a gázlómadarak és más madarak tanulmányozásában 4 .