3 Minutės
Įvadas: kodėl reikia modernizuoti upių monitoringą
2024 m. Europos aplinkos agentūros ataskaita rodo, kad mažiau nei 40 % Europos upių ir ežerų pasiekia gerą ekologinę būklę. Lietuvoje šią problemą sprendžia Gamtos Tyrimų Centro iniciatyva „Lietuvos upių biomonitoringo modernizavimas ir optimizavimas“, kurią veda dr. Nathan Jay Baker. Projektas sujungia tradicinį biologinį monitoringą su inovatyviais technologiniais sprendimais, įskaitant aplinkos DNR analizę (angl. environmental DNA, eDNA) ir genetinių sekų integraciją į tarptautines duomenų bazes.
Kas yra naujo įdiegtame sprendime?
Produkto savybės (features)
- Integruotas biomonitoringo rinkinys: tradicinės morfologinės analizės kartu su eDNA mėginių surinkimu ir sekoskaitos (NGS) platformomis.
- Nauji indeksai: specifiniai vertinimo indeksai makrofitams ir bentosiniams bestuburiams, bei mikroorganizmų indeksas, pagrįstas eDNA duomenimis.
- Duomenų valdymo ir bioinformatikos pipeline: automatizuoti įrankiai DNR sekų apdorojimui, taksonominiam priskyrimui ir kokybės kontrolei.
- Interoperabilumas: DNR sekos ir metaduomenys eksportuojami į tarptautines genetines bibliotekas, užtikrinant suderinamumą su Europos Sąjungos Bendrijos veiksmų vandens politikos pagrindų direktyva (BVPD).
Technologiniai komponentai
Projektas naudoja NGS sekoskaitą, bioinformatikos algoritmus rūšių identifikavimui, duomenų saugojimo sprendimus ir standartizuotas API jungtis, kad rezultatai būtų prieinami mokslininkams ir sprendimų priėmėjams.
Palyginimas su tradiciniais metodais
- Tradicinis monitoringas: morfologinis identifikavimas, vietiniai inventoriai, sezoninės stebėsenos stotys.
- Inovatyvus požiūris (eDNA + tradicija): greitesnis, jautresnis ir platesnis organizmų spektras, įskaitant mikroorganizmus ir retas rūšis.
Palyginus, eDNA leidžia aptikti rūšis, kurios laikinai nedalyvauja vizualioje inventorizacijoje, o genetinės sekos greitai fiksuoja ekologinius pokyčius. Tradiciniai metodai lieka svarbūs verifikacijai ir morfologinei kontrolei, todėl tarpdisciplininis derinys yra optimalus.
Privalumai ir nauda
- Didinamas stebėsenos jautrumas: mikroorganizmai reaguoja greičiausiai, todėl eDNA indeksai parodo vandens ekosistemos būklę beveik realiu laiku.
- Tikslumas ir mastas: genominiai duomenys leidžia tiksliau nustatyti rūšių sudėtį ir populiacijų būklę.
- Duomenų tęstinumas: sukauptos DNR sekos formuoja genetines bibliotekas, reikalingas tolimesniems tyrimams ir invazinių rūšių aptikimui.
- Atitikimas teisiniams reikalavimams: projektas remiasi BVPD tikslais ir prisideda prie ES tikslų iki 2027 m.
Naudojimo scenarijai ir efektyvūs panaudojimai
- Valstybinė ir regioninė monitoringo programa: automatizuota eDNA stebėsena kaip papildoma sluoksninė priemonė prie įprastų stotų.
- Greiti poveikio vertinimai: taršos incidentai, sanitarinės avarijos ar tiesiog sezoniški ekologiniai pokyčiai gali būti aptikti anksčiau.
- Gamtosaugos prioritetizavimas: identifikuotos biologinės įvairovės buveinės gaus aukštesnį apsaugos prioritetą.
- Mokslinių tyrimų platforma: genetinių sekų bibliotekos suteiks duomenų bioinformatiniams tyrimams, populiacijų genetikai ir rūšių dinamikai.
Rinkos aktualumas ir implikacijos
Ši iniciatyva turi aiškų rinkos potencialą technologijų tiekėjams, biotechnologijų laboratorijoms ir duomenų platformų kūrėjams. eDNA monitoringo paslaugos gali tapti paklausia priežiūros priemone savivaldybėms, vandens ūkio operatoriams ir aplinkosaugos agentūroms. Standardizuotos bioinformatikos paslaugos, debesų pagrindu valdomi sprendimai ir duomenų mainų API bus svarbūs komerciniame modelyje.
Tolesni žingsniai ir projekto poveikis
Projekto metu bus palygintas genetiškai pagrįsto taksonominio identifikavimo patikimumas su tradiciniais morfologiniais metodais. Sukauptos DNR sekos bus integruotos į tarptautines duomenų bazes, o sukurtos priemonės taps Lietuvos pavyzdžiu ES lygiu. Kaip teigia projekto komanda, modernūs biomonitoringo įrankiai prisidės prie tvaresnių sprendimų ir efektyvesnės gamtos apsaugos.
Išvados
Derindami eDNA technologijas, NGS sekoskaitą ir pažangias bioinformatikos pipelines su tradiciniu monitoringų portfeliu, Lietuva žengia svarbų žingsnį link tikslesnės upių ekologinės būklės vertinimo. Projektas ne tik gerins mūsų supratimą apie upių ekosistemas, bet ir stiprins technologinį bei duomenų vystymą, reikalingą šiuolaikinei vandens kokybės stebėsenai. Projektą remia Lietuvos mokslo taryba (S-MIP-24-61).
Šaltinis: mokslozinios
Palikite komentarą