Zastosowanie analiz sedaDNA dla zwiększenia wartości interpretacyjnej form przetrwalnych wrotków (Rotifera) w badaniach paleolimnologicznych
Spośród trzech głównych grup zooplanktonu jeziornego – wioślarek (Cladocera), widłonogów (Copepoda) i wrotków (Rotifera), to właśnie te ostatnie są wyraźnie przydatniejsze jako źródło informacji dotyczącej statusu troficznego jezior, gdyż skład ich zespołów w mniejszym stopniu niż w przypadku wioślarek regulowany jest przez presję drapieżników [1]. Powszechne wykorzystanie w badaniach osadów jeziornych analizy wioślarkowej wynika z tradycyjnego podejścia paleoekologicznego, którego podstawą jest identyfikacja morfologiczna trwałych elementów budowy ciała organizmów o znanych wymaganiach środowiskowych. W tym podejściu brak trwałych, zachowujących się w osadzie szczątków jednoznacznie dyskwalifikuje wiele grup organizmów – w tym także wrotki – jako potencjalne wskaźniki paleoekologiczne.
W odróżnieniu od nietrwałego ciała trwałe są natomiast, produkowane sezonowo oraz w warunkach stresu środowiskowego, jaja przetrwalne wrotków (rotifer resting eggs, dalej RRE). Są one odnotowywane w wielu analizach paleoekologicznych, jednak oprócz pojedynczych przypadków [2,3], nie są szczegółowo identyfikowane (do poziomu morfotypu czy taksonu), ani też wykorzystywane w dalszych wnioskowaniach paleośrodowiskowych. Dzieje się tak głównie z obawy o niepełne odzwierciedlenie w osadzie składu populacji, gdyż nie wszystkie taksony wrotków posiadają zdolność produkcji jaj.
Celem działania naukowego jest określenie jak istotna dla wnioskowania paleośrodowiskowego jest luka spowodowana brakiem informacji o nie produkujących jaj (ani innych identyfikowalnych morfologicznie szczątków) wrotkach. Dzięki temu możliwe będzie określenie potencjału analizy wykorzystującej te fosylia w rekonstrukcjach paleośrodowiskowych.
Realizacja celu opiera się na wykorzystaniu metod opartych na analizie paleośrodowiskowego DNA (sedaDNA). Choć wciąż jest to podejście nowatorskie panuje zgoda co do faktu, że w najbliższych latach metody wywodzące się z biologii molekularnej nie tylko znacząco uzupełnią, ale wręcz zrewolucjonizują badania paleośrodowiskowe [4].
W ramach projektu planowane są (i) uzyskanie informacji o zmienności składu RRE (identyfikacja morfotypów i określenie liczebności) (ii) analiza DNA z poszczególnych RRE w celu możliwie szczegółowej identyfikacji taksonomicznej z zastosowaniem barcodingu (iii) pozyskanie informacji o zmianach populacji wrotków metodami genomiki środowiskowej (metagenomika umożliwia detekcję w osadzie wszystkich organizmów obecnych w danej niszy w oparciu o krótkie fragmenty ich DNA – w tym przypadku grupą docelową będą wrotki, zaś metoda umożliwi uzyskanie danych także o gatunkach nie produkujących jaj przetrwalnych).
Materiał badawczy stanowi nowo pobrany rdzeń osadów dennych ze stanowiska Dubie (NW Polska). Wybór stanowiska podyktowany jest (i) parametrami limnologicznymi wskazującymi na potencjalnie dobre zachowanie sedaDNA (ii) wyraźnymi, udokumentowanymi w ramach wcześniejszych analiz paleolimnologicznych, zmianami trofii i warunków tlenowych w okresie depozycji osadów (iii) czytelną laminacja w stropie osadów, ułatwiającą korelację z wcześniejszymi wynikami badań.
[1] Ejsmont-Karabin 2012. The usefulness of zooplankton as lake ecosystem indicators: rotifer trophic state index. Polish Journal of Ecology, 60(2), 339-350.
[2] Nykänen et al. 2008. Rotifer resting eggs in the sediment indicate trophic changes in Lake Vesijärvi. Int. Ver. fur Limnologie: Verhandlungen, 30(3), 441-445.
[3] Piscia et al. 2016. Unexpected increases in rotifer resting egg abundances during the period of contamination of Lake Orta. Journal of Limnology, 75. [4] Domaizon et al. 2017. DNA-based methods in paleolimnology: new opportunities for investigating long-term dynamics of lacustrine biodiversity. Journal of Paleolimnology, 58(1), 1-21.
