Potenciál environmentálnej DNA (eDNA) pri včasnej detekcii inváznych druhov naprieč rôznymi typmi vzoriek a ekosystémov

Vedúci: Mgr. Patrik Macko, PhD.

Potenciál environmentálnej DNA (eDNA) pri včasnej detekcii inváznych druhov naprieč rôznymi typmi vzoriek a ekosystémov

The potential of environmental DNA (eDNA) for early detection of invasive species across different sample types and ecosystems

Environmentálna DNA (eDNA) predstavuje sľubný nástroj pre včasnú detekciu inváznych druhov, pretože umožňuje identifikovať prítomnosť organizmov na základe genetických stôp vo vzorkách prostredia, ako sú voda, pôda, vzduch alebo rôzne iné typy vzoriek (Larson et al., 2020; Thomas et al., 2020). Tento prístup je obzvlášť užitočný pri monitorovaní druhov, ktoré sú ťažko pozorovateľné alebo majú nízku abundanciu (Eiler et al., 2018; Valentin et al., 2020). Cieľom práce bude zhrnúť a analyzovať existujúce metódy využitia eDNA pri detekcii inváznych druhov, porovnať účinnosť rôznych typov vzoriek a metód a identifikovať výhody a obmedzenia eDNA oproti tradičnému monitoringu (Smart et al., 2015; Wineland et al., 2019). Práca sa zameria aj na kritické zhodnotenie faktorov ovplyvňujúcich spoľahlivosť detekcie a na návrh odporúčaní pre optimalizáciu výberu a spracovania vzoriek pri monitoringu a včasnej detekcii inváznych druhov. Predpokladá sa, že využitie eDNA, vrátane kombinácie rôznych typov vzoriek, môže zvýšiť pravdepodobnosť odhalenia populácií inváznych druhov už v počiatočných štádiách invázie a umožniť efektívnejšie manažmentové zásahy a ochranu biodiverzity.

Kľúčové slová: DNA metabarkóding, biomonitoring, invázne organizmy, manažmentové opatrenia

Literatúra:

Eiler, A., Löfgren, A., Hjerne, O., Nordén, S., & Saetre, P. (2018). Environmental DNA (eDNA) detects the pool frog (Pelophylax lessonae) at times when traditional monitoring methods are insensitive. Scientific Reports, 8(1), 5452. https://doi.org/10.1038/s41598-018-23740-5

Larson, E. R., Graham, B. M., Achury, R., Coon, J. J., Daniels, M. K., Gambrell, D. K., … & Suarez, A. V. (2020). From eDNA to citizen science: emerging tools for the early detection of invasive species. Frontiers in Ecology and the Environment, 18(4), 194-202. https://doi.org/10.1002/fee.2162

Smart, A. S., Tingley, R., Weeks, A. R., Van Rooyen, A. R., & McCarthy, M. A. (2015). Environmental DNA sampling is more sensitive than a traditional survey technique for detecting an aquatic invader. Ecological applications, 25(7), 1944-1952. https://doi.org/10.1890/14-1751.1

Thomas, A. C., Tank, S., Nguyen, P. L., Ponce, J., Sinnesael, M., & Goldberg, C. S. (2020). A system for rapid eDNA detection of aquatic invasive species. Environmental DNA, 2(3), 261-270. https://doi.org/10.1002/edn3.25

Valentin, R. E., Fonseca, D. M., Gable, S., Kyle, K. E., Hamilton, G. C., Nielsen, A. L., & Lockwood, J. L. (2020). Moving eDNA surveys onto land: Strategies for active eDNA aggregation to detect invasive forest insects. Molecular Ecology Resources, 20(3), 746-755. https://doi.org/10.1111/1755-0998.13151

Wineland, S. M., Welch, S. M., Pauley, T. K., Apodaca, J. J., Olszack, M., Mosher, J. J., … & Waldron, J. L. (2019). Using environmental DNA and occupancy modelling to identify drivers of eastern hellbender (Cryptobranchus alleganiensis alleganiensis) extirpation. Freshwater Biology, 64(1), 208-221. https://doi.org/10.1111/fwb.13210