Исследование, проведённое учёными из Национального музея естественной истории, показывает, что анализ содержимого желудков жуков с помощью ДНК скоро станет стандартным методом для изучения взаимосвязей между растениями и животными на Земле. Этот подход значительно ускоряет получение данных о пищевых цепях в экосистемах.

Как изучали диету жуков в тропическом лесу

Ботаники Карлос Гарсиа-Робледо, Дэвид Эриксон и Джон Кресс вместе с энтомологами Чарльзом Стейнсом и Терри Эрвином собрали подробные данные о рационе 20 видов листогрызущих жуков, обитающих в тропиках Коста-Рики. Они наблюдали за жуками во время поедания около 33 видов растений семейства Zingiberales — основные источники питания и места для откладывания яиц.

Учёные создали ДНК-библиотеки с уникальными баркодами для каждого вида жука и растения, чтобы с помощью генетического анализа точно определить их взаимодействия. Это позволило выявить, какие именно растения едят конкретные виды жуков.

Быстрый и точный метод определения диеты

Цель исследования — проверить эффективность нового метода, основанного на секвенировании ДНК из содержимого желудков. За два года работы учёные собрали образцы жуков, извлекли из их желудков растительные материалы и секвенировали ДНК как жуков, так и растений.

Результаты оказались почти идентичными по точности с классическими наблюдениями, при этом новый метод занял значительно меньше времени и усилий, что делает его перспективным инструментом для экологов и зоологов.

Значение исследования для экологии и сохранения природы

Понимание сетей взаимодействия растений и их насекомых важно для оценки биоразнообразия. В процессах эволюции растений и насекомых участвуют миллионы видов, их взаимодействия формируют сложные экологические системы. Быстрое и точное определение диет помогает лучше понять эти взаимосвязи и влияет на стратегии сохранения видов.

Технические особенности и перспективы

Учёные извлекали ДНК, содержащую как растительные, так и животные компоненты. Используя специальные маркеры, они идентифицировали диету жуков до вида, что ранее было трудно реализовать из-за низкого качества извлечённой ДНК и неполных баз данных. Новые методы позволяют исследовать диету насекомых, обитающих в труднодоступных местах, таких как вершины деревьев или корни растений.

Эти технологии особенно важны для моделирования влияния изменения климата на экосистемы. Например, по данным исследований, изменение температурных условий может привести к исчезновению целых видов растений и связанных с ними насекомых, а новые методы позволяют отслеживать эти процессы с высокой точностью.

Марина Новикова

Научный журналист, которая зажигает в умах читателей огонь любопытства. Она переводит сложнейший язык Вселенной — от шёпота далёких галактик до генетического кода в наших клетках — на понятный и увлекательный человеческий язык. Её статьи — это не сухие факты, а захватывающие экспедиции на передний край знаний, доказывающие, что наука — это самое грандиозное приключение в истории человечества.