How we can detect pretty much anything - Hélène Morlon and Anna Papadopoulou

Translator: amez araz Reviewer: Daban Q. Jaff

For years, scientists have been staking out this remote forest in Montana

ساڵانێکە، زاناکان بەردەوامن پەرەپێدانی ئاژەڵێک دارستانە دوورەکان لە مۆنتانا

for an animal that’s notoriously tricky to find.

ئاژەڵێک کە دۆزینەوەی ئەستەمە.

Camera traps haven’t offered definitive evidence,

کامیرەکانی چاودێری هیچ بەڵگەیەکی مەلموسی نەخستبووە روو،

and even experts can't identify its tracks with certainty.

و تەنانەت شارەزایانیش ناتوانن شوێنەکە بە دڵنیاییەوە دەست نیشان بکەن.

But within the past decades,

بەڵام لە ماوەی دەییەی ڕابردوودا،

researchers have developed methods that can detect even the most elusive species.

توێژەران میتۆدێکی نوێیان گەشەپێدا کە دەت- وانێت چەندین ئاژەڵی کەمبینراو بدۆزێتەوە.

And so, in 2018, these scientists took a sample from some conspicuous snow tracks.

بۆیە لە ساڵی ٢٠١٨دا ئەم زانایانە نموونەیان لە هەندێک شوێنەکانی پڕ لە بەفر وەرگرتووە.

Lab tests showed conclusive results:

تاقیکردنەوەکانی تاقیگە ئەنجامی یەکلاکەرەوەیان نیشاندا:

the Canada lynx was indeed present in the area.

پشیلەی کەنەدی، لینکس، لە ڕاستیدا ئامادە بوون لە ناوچەکە.

Without seeing the cat, scientists had proof it was there

بەبێ بینینی پشیلە، زاناکان بەڵگەیان هەبوو کە پشیلەی لێ بووە

because of environmental DNA or eDNA.

بەهۆی دی ئێن ئەی ژینگەیی یان، ئی دی ئێن ئەی.

Using a technique called DNA metabarcoding,

تەکنیکێک بەکاردەهێنن بەناوی (دی ئێن ئەی) میتابارکۆدکردن،

researchers can take a sample from the environment

توێژەران دەتوانن نموونە وەربگرن لە ژینگەوە

and learn which organisms are in it or have recently passed through it.

و تێبگەن کام لە زیندەوەرەکانی تێدایە و بەم نزیکانە پێیدا تێپەڕیووە.

The world is covered in DNA.

جیهان بە دی ئێن ئەی داپۆشراوە.

It’s all around us—

ئەوە هەمووی لە دەوری ئێمەیە-

on the ground, at the bottom of the ocean, and up in the clouds.

لەسەر زەوی، لە خوارەوەی زەریا، هەروەها لە هەورەکاندا.

Multicellular organisms are constantly shedding cells.

تۆ چیت پێ ئەکرێت کاتێک زیندەوەرەکانی بە فرە بازنەی بەردەوامن.

But until recently, eDNA wasn’t very useful to us.

بەڵام تا ئەم دواییە، ئی دی ئێن ئەی زۆر بەسوود نەبووە بۆ ئێمە.

Traditional scientific techniques couldn’t parse environmental samples

تەکنیکی زانستی کلاسیکی ناتوانێت نموونەی ژینگەی باس بکات کە

containing mixed genetic material from multiple species.

ماددەی بۆماوەی تێکەڵ لەخۆ دەگرێت کە چەند جۆرێکە سەرچاوە دەگریێت.

But DNA metabarcoding can.

بەڵام میتابارکۆدی دی ئێن ئەی دەتوانێت.

DNA begins to degrade once it’s exposed to the environment.

دی ئێن ئەی بەرەو خراپبوون دوچێت کاتێک دەزانێت کە بەر ژینگە دەکەوێت.

In the ocean, for example, it may only persist for a few days.

بۆ نموونە، لە ناو زەریا، لەوانەیە تەنها بۆ چەند ڕۆژێک بەردەوام بێت.

So in many contexts, eDNA is useful for telling us about the recent past.

بۆیە لەم چەند چوارچێوەیەدا، ئی دی ئێن ئەی بەسوودە بۆ ئەوەی دەربارەی ڕابردوو بزانین.

The process of DNA metabarcoding starts with an environmental sample

پڕۆسەی میتابارکۆدی دی ئێن ئەی دەستپێدەکات بە نموونەیەکی ژینگەی

like a core of soil, a vial of water, some feces, an insect trap,

ناوەڕۆکێک لە خاک، کەشێکی ئاو، هەندێک مێروو، تەڵەی مێروو،

or even the blood from leeches’ stomachs.

یان، تەنانەت خوێن لە گەدەی زلەکان.

Researchers then sift out everything aside from DNA by blending the sample up

توێژەران دواتر هەموو شتێک بە لاوە دەنێن لە دی ئێن ئەی بە تێکەڵ کردنی نموونەکە

and using enzymes that break down cellular proteins and release DNA,

پڕۆتینەکان و دی ئێن ئەی ڕۆلۆنۆ تێکدەشکێت بە بەکارهێنانی ئەنتیمۆ،

which they purify.

کە پاکی دەکەنەوە.

The result is a “soup” of all the DNA in the sample.

ئەنامەکەی سوپێکە، تێکەڵەیەکە، لە گشت دی ئێن ئەیەکان.

Scientists then apply the polymerase chain reaction or PCR,

زاناکان زنجیرەی پۆلیمراس جێبەچێ دەکەن لە کاردانەوەی زنجیر یان، پ س ڕ،

which uses artificial DNA strands called universal primers.

دەزووی دی ئێن ئەی دەستکرد بەکادێنێت پێی دەوترێ پڕایمەری جیهان.

These primers bind to DNA sequences that are similar across species,

ئەو پریمۆرانەی بە دی ئێن ئەی سۆکۆکۆسەوە گرێدەدا هاوشێوەیە لە نێوان ئارۆ و سپۆسیوگ،

then amplify genetic barcodes that are species-specific.

پاشان بارکۆدی بۆماوەی بۆ زیاد بکە کە تایبەتە بە جۆرەکەی.

High-throughput sequencing then reads millions of these DNA fragments,

ملیۆنەها پارچەی دی ئێن ئەی زنجیرەیی لە سەرەوە کە پاشان دەخوێندرێتەوە،

simultaneously.

لە هەمان کاتدا.

And finally, researchers compare them to reference databases

لە کۆتایدا، توێژەران سەرچاوەی زانیاریەکانیان بەراورد دەکەن

and identify how many and which species are present—

لە کۆتایدا، جۆرەکان و مانەوەی دی ئێن ئەیەکان دەست نیشان دەکرێـ

or if they’ve found entirely new ones.

یان ئەگەر شتێکی تەواو تازەیان دۆزیوەتەوە.

This method has led to the discovery of tens of thousands of species

ئەم شێوازە بووە هۆی دۆزینەوەی دەیان هەزار جۆر بونەوەر

over the past decade.

لە ماوەی دەیەی ڕابردوودا.

While metabarcoding can detect elusive animals like the Canada lynx,

لە کاتێکدا میتابارکۆدکردن دەتوانێت ئاژەڵە نهێنیئامێزی وەک لینکسی کەنەدای بدۆزێتەوە،

it can also help scientists identify invasive species.

هەروەها، دەتوانێت یارمەتی زانایان بدات کەوا جۆری وێرانکەر دیاری بکەن،

In Yosemite, researchers used eDNA to track and remove invasive bullfrogs.

یۆسمیت توێژەران ئی دی ئێن ئەی یان بەکار دەهێنا بۆ شوێنپێدان و لابردنی بوڵفرۆکەکان.

Once no trace of these amphibians remained,

تا گەیشتە ئاستی ئەوەی ئەم خشۆکانە دیاریان نەمێنێت،

they reintroduced a threatened native species, California red-legged frogs,

ئاژەڵێکی ڕەسەنێکی هەڕەشە لێکراویان دووبارە ناساند، بۆقی قاچی سووری کالیفۆڕنیان،

which had disappeared from the area some 50 years prior.

کە٥٠ ساڵ پێش ئێستا لە ناوچەکە دیار نەماوە.

Likewise, DNA metabarcoding can be used to monitor biodiversity.

بە هەمان شێوە، دەکرێت میتابارکۆدی دی ئێن ئەی بەککاربێت بۆ چاودێری کردنی بیۆداییۆ.

For example, using traditional approaches,

بۆ نموونە، بەکارهێنانی ڕێبازی نەرێنی،

categorizing all of the insects in a hectare of rainforest can take decades.

پۆلێنکردنی هەموو مێرووەکان لە هێکتارێک لە دارستانی باراناوی دەیان ساڵ دەخایەنێت.

But DNA from insect traps could yield these results in just a few months.

دی ئێن ئەی لە تەڵەی مێرووەوە دەتوانرێت بەرهەم بێت لە چەند مانگێکی کەمدا.

One study compared insects from adjacent forest and plantation sites

یەک لێکۆڵینەوە بەراوردی مێرووەکان دەکات لە دارستان و نەمامگە نزیکەکان

within China’s Yunnan province.

لە ناو پارێزگای یۆنانی چین.

It quickly found that not only were plantations less diverse,

بە خێرای دەردەکەوێت کە نەمامەکان کەمتر جیاوازن،

but deforestation affected insect groups unequally.

گروپی مێروو بۆ نایەکسانی کاریگەری لەسەر ناو زڕاندن هەبوو.

Grasshoppers thrived in cleared areas while specialist forest beetles declined.

کلۆ لە هەندێک ناوچەی پاکرکراودا گەشە دەکات کاتێک قالۆچەکان ژمارەیان کەم دەکات.

Using eDNA, scientists are able to investigate

بە بەکارهێنانی ئی دی ئێن ئەی، زاناکان دەتوانن کارلێکردنی

complex ecosystem interactions.

ئاڵۆز لە ئیکۆسیستم بکۆڵنەوە.

Tracking thousands of insects as they visit flowers is impossible.

بەدواداچوون بۆ هەزاران مێروو ئەستەمە کاتێک ئەوان سەیری گوڵ دەکەن.

Instead, researchers can study the DNA left on flowers and insects

بەڵکو، توێژەران دەتوانن لەسەر دی ئێن ئەی گوڵ و مێرووی بەجێ ماو بۆ کۆڵنەوە

to map pollination networks.

بۆ نەخشەی تۆڕی پۆلێنکردن.

Before these techniques were available, we didn’t really know how much pollination

پێش ئەوەی ئەم تەکنیکانە بەردەست بن، ئێمە بەڕاستی نەماندەزانی چۆن پۆلێنی بکەین

was happening at night because we couldn’t observe it.

بەهۆی ئەوەی لە شەودا ڕوویدەدا، نەماندەتوانی چاودێری بکەین.

Now scientists understand that moths are important nocturnal pollinators.

ئێستا زاناکان لە گرینگی هەڵبژاردنی نۆتۆرنالن لە مۆتەکان تێدەگەن.

eDNA can even tell stories of long extinct species.

ئی دی ئێن ئەی دەتوانێت چیرۆکی جۆرە درێژەکانی لە ناوچوون بگێڕێتەوە.

Cold, dry, and low oxygen conditions are perfect for preserving genetic material.

باری سارد، وشک، و کەمی ئۆکسجین زۆر باشە بۆ پاراستنی ماددە بۆماوەییەکان،

By digging deep into the Arctic permafrost,

بە هەڵکەندنێکی قوڵ بۆ ناو پێرمافرۆستی جەمسەری،

researchers found 50,000 year old DNA,

توێژەران دی ئێن ئەیەکی ٥٠،٠٠٠ ساڵە کۆنیان دۆزیوەتەوە،

which they matched to the nutrient-rich plants

کە لەگەڵ گیایەکی پر بەهایی خۆراکی یەکدەگرێتەوە کە

found in the stomachs of woolly mammoths.

لە گەدەی مامۆسی خوریدا دۆزرایەوە.

With eDNA, they also found that less nutritious grasses

لەگەڵ ئی دی ئێن ئەی دا، گژوگیای کەم بەهایی خۆراکی دۆزراونەتەوە

colonized the Arctic steppe during the last ice age,

کە دەشتەکانی جەمسەری داگیر کردبوو لە ماوەی دوایین چورخی سەهۆڵدا،

potentially contributing to the mammoth decline.

کە ئەگەر هەیە بەشداری کردبێت لە لەناوچوونی مامۆس.

As we face another period of climate change—

کاتێک رووبەرووی سەردەمێکی تری گۆڕانی کەش و هەوا دەکەین-

this time due to human activities—

ئەم جارە بەهۆی چالاکییەکانی مرۆڤەوە-

understanding our planet’s rapidly shifting biodiversity

تێگەیشتن لە گۆڕانکاری ژینگەیی

will be crucial to protecting it.

گرنگ دەبێت لە ڕووبەڕووبوونەوەی گۆڕانکاریەکان.

Fortunately, eDNA and metabarcoding

خۆشبەختانە، ئی دی ئێن ئەی و مێتابارکۆد

give us the tools to document rapid change in real time.

ئامرازمان پێدەبەخشن بۆ تۆمار کردنی گۆڕانکاریەکان لە کاتی دیار کراو.