科学家利用DNA研究海洋生活揭示隐藏的浮游动物的多样性

海洋浮游动物是小动物,差不多大小的昆虫在夏日,你可能会看到与洋流漂流。很多都是可爱的,但除了科学家研究,很少有人意识到,他们是地球上最多的-和重要的动物。

我的研究关注海洋浮游动物,我认为这是“魅力型微动物区系。”这些微小的生物在开放的关键球员海洋食物网和关键是许多鱼类的首选食品。许多物种被认为是遍及全球的海洋。

已经有超过7000种浮游动物,但是我们不知道总共有多少物种存在。因为它们是重要的食物来源,更大的鱼,和快速响应环境变化和气候变化,了解更多有关浮游动物是理解海洋生态系统的健康的关键。

我的实验室获得新的见解浮游动物多样性使用吗廉价和易于使用的DNA测序。这些方法提供新的工具来识别物种。据一些人估计,可能有多达70000个未知和被忽视的浮游动物物种有待发现。

海洋生态系统中的关键环节

大海是地球上体积最大的栖息地。因为海洋浮游动物是如此之多,多样化,���们帮助创建复杂的食物网who-eats-whom的多种途径。但环境条件的变化,包括全球变暖,可以破坏这些系统改变浮游动物多样性和分布.

目前,主要浮游动物物种正北方寻找凉爽的水域海洋变暖。这是造成海洋生态系统的主要干扰。例如,在北海鳕鱼渔业崩溃后浮游动物物种是鱼的首选猎物取而代之的是另一个密切相关的桡足动物物种逐渐北移,在应对全球变暖。

这样的事件表明,浮游动物可以在海洋生态系统起着至关重要的作用,尽管科学家知之甚少,可能不会欣赏一个给定物种的重要性,直到消失。

许多因素使它具有挑战性的测量海洋浮游动物多样性。首先,收集样本的深海是一项艰难的工作。研究船舶24小时工作的,科学家通常每天工作两个六小时的手表。我们样品浮游动物使用电子化操作,高度复杂的网络系统。

当网络恢复时,样本包含许多不同的物种和动物通常还活着。他们小心翼翼地搬到托盘观察和物种鉴定。尽管要求安排和努力,我爱海,已经在许多邮轮,包括惊人的极地探险北极和南极海洋。

对于我的研究,样本收集海上快速保存遗传分析,通常在实验室完成的。这是艰苦的工作。浮游动物作为一个整体是分类学的复杂,也就是说,它们包括许多这儿和稀有物种。此外,许多重要的海洋生物,包括鱼类,缺乏诊断不成熟(幼虫)阶段的特征。

识别浮游动物物种和遗传标记

理解、评估和管理海洋生态系统,是重要的物种的多样性,使信息。但是使用传统方法获得这些信息是乏味的,昂贵的和缓慢。

专家的工作就落在形态学分类学家,可能花费数年学习认识到微妙的特点,物种之间的区别。自描述的有7000种浮游动物跨越15门和30多个不同的团体,这个工作可以涉及大型团队.

但分子方法提供重要的新见解。我的实验室组使用不同的分子方法来研究种群生态学,种群遗传学、物种多样性等问题海洋浮游动物.

一种有效的方法是使用DNA条形码-短DNA序列识别和区分物种。要做到这一点,我们从基因序列的DNA区域,是发生在所有的浮游动物,但物种间存在明显差异。

我的实验室已确定DNA条形码对许多浮游动物物种。我们使用的部分线粒体细胞色素氧化酶(COI)基因,这是最常见的测序基因区域物种多样性分析的海洋动物之一。日益增长的条形码数据库被比作一个罗塞塔石碑的物种鉴定全球浮游动物。COI序列数千种海洋动物现在可用。他们创建一个无价的参考图书馆,可以使用作为下一代的基础环境测序,也称为metabarcoding。