생물다양성 손실을 어떻게 추적하나요? 과학자들은 공기 필터를 점검하십시오

Mar 12, 2023

우리가 숨쉬는 공기 중에 떠다니는 산불 재, 꽃가루, 먼지 및 기타 입자와 함께 식물과 동물의 유전 물질 조각도 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다.

캐나다와 영국 과학자들의 새로운 연구는 환경 변화를 추적하는 데 도움이 되도록 해당 물질을 활용하는 새로운 방법을 보여줍니다.

동물과 식물이 피부, 비늘, 털 또는 배설물을 통해 흘리는 유전자 조각을 환경 DNA(eDNA)라고 합니다. 이는 다른 방법보다 더 쉽게 그곳에 어떤 생물이 존재하는지 보여줌으로써 연구자들에게 해당 지역의 생물 다양성에 대한 단서를 제공할 수 있습니다.

eDNA는 과학자들이 모니터링하려는 서식지에 컴퓨터와 3D 프린터를 식히는 데 사용되는 것과 유사한 소형 공기 필터를 설치하여 수집할 수 있습니다.

그러나 이것들은 소규모로 데이터를 수집할 수 있지만 토론토 요크 대학과 영국의 두 기관의 연구원들은 우리 주변의 대기 오염을 모니터링하는 장치가 이미 수십 년 동안 대규모로 eDNA를 수집해 왔다는 것을 발견했습니다.

대기 모니터링 스테이션이라고 불리는 이 스테이션은 대부분의 국가에서 대기 질을 측정하는 데 사용됩니다. 캐나다에는 세인트 존스부터 온타리오주 미시소가, BC주 버나비까지 전국 각지에 거의 260개가 설치되어 있습니다.

Current Biology Monday에 발표된 이 연구의 연구자들은 2021년 가을에 런던의 공원과 에딘버러 북쪽 들판에 있는 두 관측소에서 샘플을 수집했습니다. 그들은 182종의 식물, 곰팡이, 곤충, 포유류, 조류, 어류 및 양서류에서 eDNA를 발견했습니다.

공동 저자이자 토론토 요크 대학교 생물학 조교수인 엘리자베스 클레어(Elizabeth Clare)는 “그것은 우리가 예상했던 것보다 훨씬 더 많은 일이었습니다.”라고 말했습니다. "그것은 우리에게 가장 큰 충격 중 하나였습니다."

샘플에서는 양배추부터 콩, 콩까지 모든 것이 들어있는 것으로 나타났습니다.작은 올빼미와 붉은 사슴.

Clare는 자신과 동료들이 그러한 엄청난 양의 정보가 항상 코앞에 있다는 사실에 놀랐다고 말했습니다.

"매일 계속해서 수집하는 시스템이 있다는 생각은 기본적으로 반자동이고 우리는 그것이 존재한다는 사실을 전혀 눈치채지 못했다는 사실이 정말 놀랍습니다. 데이터는 이미 거기에 있다"고 말했다.

많은 공기 모니터링 스테이션은 시간이 지나도 공기 필터를 유지하지 못했지만 일부는 1970년대로 거슬러 올라가는 기록을 가지고 있을 수 있다고 연구진은 말했습니다.

eDNA를 수집하면 연구자는 생물 다양성으로 알려진 생태계에 살고 있는 유기체의 유형을 직접 관찰하지 않고도 식별할 수 있으며 시간이 지남에 따라 특정 종에 무슨 일이 일어나고 있는지 그림을 그릴 수 있습니다.

생물다양성협약(Convention on Biological Diversity)과 같은 국제 조약은 캐나다와 기타 국가에서 종 감소 속도를 평가하고 비교하기 위해 생물 다양성을 모니터링하도록 규정하고 있습니다.

eDNA 외에도 생태계의 생물다양성을 측정하는 방법은 많습니다. Clare는 그 범위가 종마다 다르지만 eDNA를 수집하기 위해 대기 모니터링 네트워크를 사용하는 것은 모니터링을 표준화하는 한 가지 방법이라고 Clare는 말했습니다.

Clare는 "우리는 어떤 것에도 단일한 접근 방식을 갖고 있지 않습니다."라고 말했습니다. "그래서 우리가 직면한 가장 큰 과제 중 하나는 해당 데이터를 더 넓은 규모로 일치시키려는 것입니다. 하지만 이제는 이 데이터를 글로벌 수준에서 동시에 수집할 수 있습니다."

Pacific Salmon Foundation과 Fisheries and Oceans Canada의 연구원인 Christoph Deeg는 연어의 생물 다양성을 모니터링할 때 eDNA를 사용합니다. 그는 대부분의 정보를 연어 생태계인 물에서 수집하지만, 공기 중의 eDNA에서도 많은 것을 배울 수 있다고 말했다.

"우리가 공중과 물에서 보는 것을 결합함으로써 우리는 실제로 일어나고 있는 모든 것을 포착할 수 있습니다"라고 그는 말했습니다. "그래서 이 연구가 흥미로운 부분이며 우리가 대륙 규모의 전체 생태계에 대한 전체적인 관점, 즉 생물 다양성의 개요를 얻을 수 있게 해줍니다."

캐나다의 크기와 다양한 기후를 고려할 때 캐나다 전역의 생물 다양성을 전체적으로 파악하는 것은 어렵습니다. 그러나 이러한 대기 모니터링 시스템에 의해 수집되어 저장된 과거 데이터가 있는 경우 과거 데이터 중 일부를 마이닝하면 해당 그림을 구체화하는 데 도움이 될 수 있습니다.