Если бы листья чайного пакетика могли рассказывать свои истории, они нарисовали бы картину из тысячи мимолетных взаимодействий. Пчелы садились на них во время опыления цветов. Гусеницы жевали их и строили возле них коконы. Пауки привязывали к ним паутину.
Но многие отношения между растениями и животными остаются незадокументированными. Каталогизация каждого животного, которое питается или опыляет данное растение, может занять огромное количество времени и усилий. «Есть очень, очень специфические взаимодействия и очень загадочные взаимодействия, о которых мы знаем очень мало, потому что никто прежде не прикладывал усилий для их изучения», — говорит Хенрик Креенвинкель, экологический генетик из Трирского университета.
Но Кренвинкель возглавил группу ученых, которые открыли новый способ раскрыть некоторые из этих взаимодействий между растениями и животными. Они купили чай и травы в продуктовом магазине и проверили высушенные и упакованные листья на наличие мельчайших остатков ДНК. Этот метод называется ДНК-анализом окружающей среды или анализом эДНК. В своем недавнем исследовании, опубликованном в Biology Letters, команда обнаружила следы более 1200 различных видов членистоногих в результате анализа всего четырех растений: ромашки, мяты, чая и петрушки. Этот метод можно применять к любым высушенным растениям, что делает его потенциально бесценным инструментом для мониторинга исчезающих видов насекомых и отслеживания распространения вредителей сельскохозяйственных культур.
Исследователи выбрали чаи и травы для своего исследования эДНК, потому что коммерческие продукты, изготовленные из них, включали измельченные и высушенные листья. «В таком образце, как кофе, который очень сильно обработан, у вас, вероятно, осталось очень мало ДНК, — говорит Кренвинкель, — поэтому мы пробовали вещи, которые были как можно более естественными».
Ученые обыскали полки местных продуктовых магазинов в поисках трав и чая с четырех континентов. Они купили несколько версий одного и того же продукта, но от разных брендов, чтобы убедиться, что в каждом чае представлено несколько сортов чая, что позволит максимально увеличить количество членистоногих, которые они смогут найти. «По сути, я просто пошел в пару разных продуктовых магазинов и купил целую кучу разных сортов чая, которые у них были», — говорит Кренвинкель. «Должно быть, они подумали, что я довольно много пью чай».
Команде пришлось разработать методы извлечения и амплификации ДНК членистоногих из всего растительного материала. Подавляющее большинство ДНК в чайных листьях принадлежит самому чайному растению. «Вероятно, 99,999 или около того процента ДНК, которую мы извлекаем, — это ДНК растений, и лишь крошечная оставшаяся часть — это ДНК насекомых, — объясняет Кренвинкель, — что, конечно, хорошо для любителей чая». потому что они хотят пить чай, а не насекомых».
Он добавляет, что даже незначительное присутствие ДНК членистоногих является хорошим признаком того, что чай не содержит пестицидов.
Исследователи выяснили, как изолировать ДНК членистоногих, найдя ключевую последовательность, которая отличается у членистоногих и растений. Команда обнаружила в среднем более двухсот различных видов членистоногих из каждого образца чая. Не всех этих животных можно было сопоставить с известными видами, что подчеркивает необходимость дальнейших исследований более малоизвестных и малоизученных групп. Но те, которые были идентифицированы, в целом соответствовали известному распространению как растений, так и членистоногих. Например, мятный чай содержал ДНК насекомых, обитающих в тихоокеанском северо-западном регионе США, где растет мята, тогда как зеленый чай содержал ДНК насекомых, обитающих в Восточной Азии.
Возможность анализировать эДНК из коммерческих чаев может упростить сбор данных о насекомых со всего мира.