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

Çeviri: Gözde Alpçetin Gözden geçirme: Nihal Aksakal

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

Bilim insanları, yıllardır bulması nispeten çetrefilli olan bir hayvan için

for an animal that’s notoriously tricky to find.

Montana’daki bu ırak ormanı yakın takibe almış haldeler.

Camera traps haven’t offered definitive evidence,

Fotokapanlar da net bir kanıt göstermedi

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

ve uzmanlar bile izlerini kesin olarak saptayamadı.

But within the past decades,

Ancak son on yıllar içinde,

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

araştırmacılar bulunması en zor türleri bile saptayan yöntemler geliştirdiler.

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

2018′de bu bilim insanları, bazı dikkat çekici kar izlerinden numune aldılar.

Lab tests showed conclusive results:

Laboratuvar testleri kesin sonuçlar gösterdi:

the Canada lynx was indeed present in the area.

Kanada vaşağı gerçekten de bu bölgede bulunuyordu.

Without seeing the cat, scientists had proof it was there

Kediyi görmeden bilim insanları, çevresel DNA ya da diğer adıyla eDNA ile

because of environmental DNA or eDNA.

orada olduğunun kanıtına sahiptiler.

Using a technique called DNA metabarcoding,

DNA metabarkodlama denen bir tekniği kullanarak

researchers can take a sample from the environment

araştırmacılar çevreden numune alıp

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

hangi organizmaların bulunduğunu

ya da yakın zamanda geçtiğini öğrenebiliyordu.

The world is covered in DNA.

Dünya DNA’yla kaplanmış durumda.

It’s all around us—

Her tarafımızda—

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

yerde, okyanus tabanında ve bulutlarda.

Multicellular organisms are constantly shedding cells.

Çok hücreli organizmalar sürekli hücre döküyor.

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

Ancak yakın bir zamana kadar eDNA bizim için çok da yararlı değildi.

Traditional scientific techniques couldn’t parse environmental samples

Geleneksel bilimsel teknikler, karışık genetik materyaller içeren

containing mixed genetic material from multiple species.

çevresel numuneleri birçok türden ayrıştıramıyor.

But DNA metabarcoding can.

Ancak DNA metabarkodlama ayrıştırabiliyor.

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

DNA, çevreye maruz bırakıldığı anda ayrışmaya başlıyor.

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

Örneğin, okyanusta sadece birkaç gün boyunca kalabilir.

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

Birçok durumda eDNA, yakın geçmişi bize gösterebildiği için çok yararlı.

The process of DNA metabarcoding starts with an environmental sample

DNA metabarkodlama işlemi; biraz toprak, bir şişe su, biraz dışkı,

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

böcek tuzağı ya da hatta sülüklerin midelerinden alınan kan gibi

or even the blood from leeches’ stomachs.

çevresel bir numune ile başlar.

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

Araştırmacılar sonra numuneyi karıştırarak ve hücresel proteinleri bölen

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

ve arındırdıkları DNA’yı açığa çıkaran enzimleri kullanarak

which they purify.

her şeyi DNA’dan ayırırlar.

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

Sonuç, numunedeki tüm DNA’nın bir “çorbası” olur.

Scientists then apply the polymerase chain reaction or PCR,

Araştırmacılar sonra evrensel primer denen yapay DNA zincirlerini kullanan

which uses artificial DNA strands called universal primers.

polimeraz zincirleme tepkimesini ya da diğer adıyla PCR’yi uygular.

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

Bu primerler, türler arasında benzer olan DNA dizilerine bağlanır

then amplify genetic barcodes that are species-specific.

ve sonra türlere özgü genetik barkodları büyütür.

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

Yüksek verimli DNA dizileme,

sonra milyonlarca DNA parçasını eş zamanlı olarak okur.

simultaneously.

And finally, researchers compare them to reference databases

En sonunda araştırmacılar, veri tabanında göstermek

and identify how many and which species are present—

ve kaç tane ve hangi türün bulunduğunu—

or if they’ve found entirely new ones.

ya da yepyeni bir tür bulup bulmadıklarını belirlemek için onları karşılaştırır.

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

Bu yöntem, son on yıllardır on binlerce türün keşfini sağladı.

over the past decade.

While metabarcoding can detect elusive animals like the Canada lynx,

DNA metabarkodlama, Kanada vaşağı gibi bulması zor hayvanları saptayabiliyorken

it can also help scientists identify invasive species.

aynı zamanda bilim insanlarının istilacı türleri belirlemesine yardımcı olur.

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

Yosemite’de araştırmacılar eDNA’yı istilacı su kurbağalarının izini sürmek

ve başka yere taşımak için kullandılar.

Once no trace of these amphibians remained,

Bu amfibilerden geriye hiçbir iz kalmayınca

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

50 yıl kadar önce bölgeden kaybolan tehdit altındaki yerli bir tür olan

which had disappeared from the area some 50 years prior.

California kırmızı bacaklı kurbağaları bölgeye yeniden kazandırdılar.

Likewise, DNA metabarcoding can be used to monitor biodiversity.

Aynı şekilde DNA metabarkodlama,

biyolojik çeşitliliği izlemek için de kullanılabilir.

For example, using traditional approaches,

Örneğin, geleneksel yaklaşımları kullanarak

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

bir yağmur ormanının bir hektarındaki tüm böcekleri sınıflandırmak

on yıllar sürebilir.

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

Ama böcek tuzaklarından alınan DNA bu sonuçları sadece birkaç ayda verebilir.

One study compared insects from adjacent forest and plantation sites

Bir çalışma, Çin’in Yünnan ilindeki

yakın ormanlarda ve tarlalarda bulunan böcekleri karşılaştırdı.

within China’s Yunnan province.

It quickly found that not only were plantations less diverse,

Tarlaların daha az çeşitliliğe sahip olmasının yanı sıra

but deforestation affected insect groups unequally.

ormansızlaşmanın böcek gruplarını eşit olmayan bir şekilde etkilediğini buldu.

Grasshoppers thrived in cleared areas while specialist forest beetles declined.

Çekirgeler açık alanlarda artarken orman böcekleri eksiliyordu.

Using eDNA, scientists are able to investigate

eDNA’yı kullanarak bilim insanları

complex ecosystem interactions.

kompleks ekosistem ilişkilerini araştırabiliyorlar.

Tracking thousands of insects as they visit flowers is impossible.

Çiçekten çiçeğe gezen binlerce böceğin izini sürmek imkânsız.

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

Bunun yerine araştırmacılar, çiçek ve böceklerin üzerinde kalan DNA’yı

to map pollination networks.

polenleşme ağının haritasını çıkarmak için inceleyebilirler.

Bu teknikler olmadan önce, gözlemleyemediğimiz için

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

geceleyin ne kadar polenleşme gerçekleştiğini tam olarak bilemiyorduk.

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

Now scientists understand that moths are important nocturnal pollinators.

Ama bilim insanları artık güvelerin

önemli gececi polinatörler olduklarını biliyor.

eDNA can even tell stories of long extinct species.

eDNA, uzun zamandır nesli tükenmiş olan türlerin hikâyelerini bile anlatabilir.

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

Soğuk, kuraklık ve düşük oksijen koşulları

genetik materyalleri korumak için mükemmel.

By digging deep into the Arctic permafrost,

Kuzey kutup bölgesinin donmuş topraklarını kazarak

researchers found 50,000 year old DNA,

araştırmacılar 50.000 yıllık DNA buldu

which they matched to the nutrient-rich plants

ve yünlü mamutların midelerinde bulunan

found in the stomachs of woolly mammoths.

besin yönünden zengin bitkilerle eşleştirdi.

With eDNA, they also found that less nutritious grasses

eDNA ile birlikte aynı zamanda besin değeri düşük otların

colonized the Arctic steppe during the last ice age,

son buzul çağı sırasında Arktik bozkırını kolonileştirdiğini,

potentially contributing to the mammoth decline.

potansiyel olarak mamutların eksilmesine katkıda bulunduklarını buldular.

As we face another period of climate change—

İklim değişikliğinin başka bir dönemiyle yüzleştikçe—

this time due to human activities—

ki bu sefer beşeri faaliyetler yüzünden—

understanding our planet’s rapidly shifting biodiversity

gezegenimizin hızla değişen biyolojik çeşitliliğini anlamak

will be crucial to protecting it.

onu korumak için çok önemli olacak.

Fortunately, eDNA and metabarcoding

Neyse ki eDNA ve metabarkodlama,

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

gerçek zamanda gerçekleşen hızlı değişimi belgelemek için bize araçlar sunuyor.