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

Translator: Faza Rida Reviewer: Maria Nainggolan

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

Selama bertahun-tahun, ilmuwan telah mengintai hutan terpencil di Montana

for an animal that’s notoriously tricky to find.

untuk mencari hewan yang terkenal sulit ditemukan.

Camera traps haven’t offered definitive evidence,

Jebakan kamera belum memberikan bukti yang pasti,

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

dan bahkan para ahli tidak bisa dengan pasti mengenali jejaknya.

But within the past decades,

Namun, dalam dekade terakhir,

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

peneliti telah mengembangkan metode

untuk mendeteksi bahkan spesies yang paling sulit ditemui.

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

Jadi, pada 2018, ilmuwan mengambil sebuah sampel dari jejak salju yang mencolok.

Lab tests showed conclusive results:

Uji lab menunjukkan hasil yang meyakinkan:

the Canada lynx was indeed present in the area.

Pada area tersebut terdapat lynx Kanada.

Without seeing the cat, scientists had proof it was there

Tanpa melihat kucing tersebut, ilmuwan telah membuktikan keberadaannya

because of environmental DNA or eDNA.

karena DNA dari lingkungan atau eDNA.

Using a technique called DNA metabarcoding,

Menggunakan teknik bernama DNA metabarcoding,

researchers can take a sample from the environment

peneliti bisa mengambil sampel dari lingkungan

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

dan mempelajari organisme apa saja yang ada di dalamnya atau baru melewatinya.

The world is covered in DNA.

Dunia diselimuti oleh DNA.

It’s all around us—

Ia ada di sekeliling kita—

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

di tanah, di dasar laut, dan di awan-awan.

Multicellular organisms are constantly shedding cells.

Makhluk hidup multiseluler terus-menerus menggugurkan sel.

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

Tetapi sampai baru-baru ini, eDNA tidak begitu berguna untuk kita.

Traditional scientific techniques couldn’t parse environmental samples

Teknik ilmiah tradisional tidak bisa menganalisis sampel lingkungan

containing mixed genetic material from multiple species.

yang mengandung campuran materi genetik dari beberapa spesies.

But DNA metabarcoding can.

Tetapi ia bisa dilakukan dengan DNA metabarcoding.

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

DNA mulai terurai ketika ia terpapar pada lingkungan.

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

Di laut, misalnya, ia mungkin hanya bertahan beberapa hari.

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

Jadi pada banyak keadaan, eDNA berguna untuk memberitahu kita tentang masa lalu.

The process of DNA metabarcoding starts with an environmental sample

Proses DNA metabarcoding dimulai dengan sampel lingkungan

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

seperti inti tanah, vial air, feses, jebakan serangga,

or even the blood from leeches’ stomachs.

atau bahkan darah dari perut lintah.

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

Peneliti kemudian menyaring zat selain DNA dengan mengaduk sampel

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

dan menggunakan enzim yang mengurai protein sel dan melepas DNA,

which they purify.

yang mereka murnikan.

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

Hasilnya adalah “sup” berisi semua DNA pada sampel tersebut.

Scientists then apply the polymerase chain reaction or PCR,

Ilmuwan kemudian menerapkan reaksi berantai polimerase atau PCR,

which uses artificial DNA strands called universal primers.

yang menggunakan untaian DNA buatan yang disebut primer universal.

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

Primer ini mengikat urutan DNA yang serupa lintas spesies,

then amplify genetic barcodes that are species-specific.

lalu memperkuat kode batang genetik yang spesifik untuk suatu spesies.

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

Pengulangan kapasitas tinggi digunakan untuk membaca jutaan bagian DNA ini,

simultaneously.

secara bersamaan.

And finally, researchers compare them to reference databases

Dan akhirnya, peneliti membandingkannya dengan basis data referensi

and identify how many and which species are present—

dan melihat berapa banyak dan spesies apa saja yang ada—

or if they’ve found entirely new ones.

atau apakah mereka menemukan spesies yang sama sekali baru.

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

Metode ini berujung pada penemuan ribuan spesies

over the past decade.

selama dekade terakhir.

While metabarcoding can detect elusive animals like the Canada lynx,

Walau metabarcoding bisa mendeteksi hewan yang sulit ditemui seperti lynx Kanada,

it can also help scientists identify invasive species.

ia juga bisa membantu ilmuwan untuk menemukan spesies invasif.

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

Di Yosemite, peneliti memakai eDNA untuk melacak dan menghilangkan katak invasif.

Once no trace of these amphibians remained,

Setelah tidak ada lagi hewan amfibi ini,

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

mereka memperkenalkan kembali spesies asli yang terancam, California red-legged frog,

which had disappeared from the area some 50 years prior.

yang menghilang dari area tersebut sekitar 50 tahun silam.

Likewise, DNA metabarcoding can be used to monitor biodiversity.

DNA metabarcoding juga bisa digunakan untuk mengawasi keanekaragaman hayati.

For example, using traditional approaches,

Contohnya, menggunakan cara tradisional,

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

mengkategorikan serangga pada satu hektar hutan hujan bisa menghabiskan berdekade.

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

Tetapi DNA dari jebakan serangga bisa memberi hasil dalam beberapa bulan.

One study compared insects from adjacent forest and plantation sites

Satu studi membandingkan serangga dari hutan dan perkebunan yang bersebelahan

within China’s Yunnan province.

di provinsi Yunnan, Cina.

It quickly found that not only were plantations less diverse,

TIdak hanya ditemukan bahwa perkebunan kurang beragam,

but deforestation affected insect groups unequally.

tetapi penggundulan hutan memiliki dampak yang berbeda antar serangga.

Grasshoppers thrived in cleared areas while specialist forest beetles declined.

Belalang berkembang pada area yang dibuka, sementara kumbang hutan berkurang.

Using eDNA, scientists are able to investigate

Menggunakan eDNA, ilmuwan bisa meneliti

complex ecosystem interactions.

hubungan ekosistem yang kompleks.

Tracking thousands of insects as they visit flowers is impossible.

Mustahil untuk melacak ribuan serangga yang mendatangi bunga.

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

Namun, peneliti bisa melihat DNA yang tertinggal pada bunga dan serangga

to map pollination networks.

untuk memetakan jaringan penyerbukan.

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

Sebelum teknik ini tersedia, kita tidak begitu tahu seberapa banyak penyerbukan

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

yang terjadi di malam hari karena tidak bisa diamati.

Now scientists understand that moths are important nocturnal pollinators.

Sekarang ilmuwan mengerti bahwa ngengat adalah penyerbuk nokturnal yang penting.

eDNA can even tell stories of long extinct species.

eDNA bahkan bisa menceritakan spesies yang sudah lama punah.

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

Kondisi dingin, kering, dan rendah oksigen baik untuk mengawetkan materi genetik.

By digging deep into the Arctic permafrost,

Dengan menggali jauh ke dalam lapisan es Arktik,

researchers found 50,000 year old DNA,

peneliti menemukan DNA berusia 50.000 tahun,

which they matched to the nutrient-rich plants

yang mereka cocokkan dengan tanaman kaya nutrisi

found in the stomachs of woolly mammoths.

yang ditemukan pada perut mamut berbulu.

With eDNA, they also found that less nutritious grasses

Dengan eDNA, mereka juga menemukan bahwa rumput rendah nutrisi

colonized the Arctic steppe during the last ice age,

memenuhi padang rumput Arktik selama zaman es terakhir,

potentially contributing to the mammoth decline.

yang kemungkinan berkontribusi terhadap penurunan angka mamut.

As we face another period of climate change—

Saat kita menghadapi masa perubahan iklim lagi—

this time due to human activities—

sekarang karena kegiatan manusia—

understanding our planet’s rapidly shifting biodiversity

memahami keanekaragaman hayati Bumi yang berubah dengan cepat

will be crucial to protecting it.

diperlukan untuk menjaganya.

Fortunately, eDNA and metabarcoding

Untungnya, eDNA dan metabarcoding

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

memberi kita alat untuk merekam perubahan yang cepat saat itu juga.