العلوم الحياتيةعلم الوراثة

الحمض النووي البيئي

اقرأ في هذا المقال
  • الحمض النووي البيئي
  • التنوع البيولوجي والحمض النووي البيئي

الحمض النووي البيئي:

 

يعرف الحمض النووي البيئي (eDNA) على أنه المادة الوراثية التي يتم الحصول عليها مباشرة من العينات البيئية التربة، والرواسب والمياه وما إلى ذلك دون أي علامات واضحة لمواد المصدر البيولوجي، إلى جانب تكنولوجيا تسلسل الحمض النووي الحساسة والفعالة من حيث التكلفة والمتقدمة باستمرار قد تكون مرشحًا مناسبًا لتحدي مراقبة التنوع البيولوجي.

تم الحصول على الحمض النووي البيئي من العينات القديمة والحديثة على حد سواء ويشمل الكشف عن نوع واحد لتحليلات النظم البيئية، حيث بدأ البحث على (eDNA) في علم الأحياء الدقيقة مع الاعتراف بأن الأساليب المستندة إلى الثقافة تحرف بشكل صارخ التنوع الميكروبي في الطبيعة.

بعد ذلك كطريقة لتقييم تنوع مجتمعات الكائنات الحية الكبيرة تم تحليل (eDNA) أولاً في الرواسب، وكشف الحمض النووي من الحيوانات والنباتات المنقرضة والباقية، ولكن تم الحصول عليها منذ ذلك الحين من عينات بيئية أرضية ومائية مختلفة.

قدمت نتائج نهج (eDNA) رؤى قيمة لدراسة البيئات القديمة وأثبتت فائدتها لرصد التنوع البيولوجي المعاصر في النظم الإيكولوجية الأرضية والمائية، حيث في المستقبل يتوقع أن تنتقل النهج القائمة على(eDNA) من تحليلات العلامة المفردة للأنواع أو المجتمعات إلى المسوحات الجينومية الفوقية للنظم الإيكولوجية بأكملها؛ للتنبؤ بأنماط التنوع البيولوجي المكاني والزماني، مثل هذه التطورات لها تطبيقات في مجموعة من العلوم البيولوجية والجيولوجية والبيئية.

التنوع البيولوجي والحمض النووي البيئي:

 

لا يزال التدهور المستمر في التنوع البيولوجي للأرض أحد أهم التحديات في القرن الحادي والعشرين في جميع أنحاء العالم، إذ يتم استنفاد مجموعات النباتات والحيوانات البرية بسبب الاضطرابات البشرية ومعدلات انقراض الأنواع تتجاوز تلك التي كانت موجودة في فترات ما قبل الإنسان، مما يؤثر بشكل كبير على صحة الإنسان واستدامة الكوكب.

على الرغم من أن المعرفة المتعلقة بالتنوع البيولوجي غير مكتملة أو حتى غير موصوفة للعديد من الأصناف والمناطق الجغرافية، إلا أن هناك اتفاقًا سياسيًا دوليًا لوقف الخسارة الحالية في التنوع البيولوجي، حيث تعتمد كل جهود الحفظ هذه لحفظ التنوع البيولوجي بشكل أساسي على المراقبة البيولوجية للحصول على بيانات دقيقة عن توزيع الأنواع وأحجام العشائر على نطاق زمني بيئي وسياسي ذي صلة.

يعتمد رصد الأنواع تقليديًا على التحديد المادي للأنواع عن طريق على سبيل المثال المسوحات المرئية وإحصاء الأفراد في الحقل باستخدام سمات شكلية مميزة، ومع ذلك في بعض الحالات تقصر هذه التقنيات عن إجراء عمليات مسح فعالة وموحدة على سبيل المثال بسبب اللدونة المظهرية والأنواع وثيقة الصلة ذات المظهر المتشابه للغاية في مراحل الأحداث.

وبالتالي هناك أمثلة على قواعد بيانات الأنواع التي بها أخطاء بالإضافة إلى ذلك، أثبتت تقنيات المراقبة التقليدية أحيانًا أنها غازية للأنواع أو النظام البيئي قيد الدراسة مثل المسوحات البحرية التي اعتمدت على تقنيات شديدة التدمير، كما يعتمد التحديد المورفولوجي بشكل كبير على الخبرة التصنيفية، والتي غالبًا ما تكون مفقودة أو في تدهور سريع، وكل هذه القيود المفروضة على مراقبة التنوع البيولوجي التقليدية قد أوجدت طلبًا على نهج بديلة.

الحصول على معلومات عن الأنواع والمجتمعات عن طريق استرجاع الحمض النووي من العينات البيئية هو ما يعرف بالحمض النووي البيئي (eDNA)، حيث أنه يحمل القدرة على مكافحة العديد من هذه التحديات المرتبطة برصد التنوع البيولوجي.

حيث كانت حقيقة أن الحمض النووي من الكائنات الحية العليا لا يزال موجودًا في البيئة، حيث يمكن أخذ عينات منه واستخلاصه وتحليله بمثابة اختراق تكنولوجي وعلمي كبير خلال العقد الماضي، وعندما تتفاعل الأنواع مع البيئة فإنها ستطرد الحمض النووي باستمرار إلى محيطها.

وبالنسبة للكائنات الحية الأعلى قد يأتي هذا الحمض النووي من الخلايا أو الأنسجة المفرزة مثل البول والبراز، والشعر والجلد، ومن الواضح أنه من الأفراد المتوفين الذين تسربوا مادة وراثية، وقد توجد (eDNA) الماكروبية في بعض الأنظمة في الغالب داخل الميتوكوندريا أو الخلايا الصغيرة، ولكن بسبب تدهور الغشاء في نهاية المطاف سيكون الحمض النووي خارج الخلية موجودًا أيضًا في البيئة.

وبمجرد ترك الحمض النووي في البيئة يختلف الحفاظ عليه، وبالتالي توافره مع عدة أوامر من حيث الحجم من أسابيع في الماء المعتدل إلى مئات الآلاف من السنين في البرد، التربة الصقيعية الجافة، ووفقًا لذلك تم استخدام (eDNA) لمعالجة أسئلة البحث التطبيقية والأساسية في مجالات تتراوح من البيولوجيا الجزيئية وعلم البيئة وعلم الحفريات والعلوم البيئية.

المصدر
كتاب علم الخلية ايمن الشربينيكتاب الهندسة الوراثية أحمد راضي أبو عربكتاب البصمة الوراثية د. عمر بن محمد السبيلكتاب الخلية مجموعة مؤلفين

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى