86% обитателей суши и 91% обитателей океанов еще не открыты   
 

По самым последним оценкам ученых, на нашей планете обитают 8,7 ±1,3 млн видов живых организмов. Это число ученые получили не в результате подсчета, а вычислили теоретически. Они применили математические методы, которые позволяют сделать прогноз, исходя из имеющихся данных по разным таксонам (типам, отрядам, классам, родам). Причем в расчет они брали лишь организмы, клетка которых имеет ядро, поэтому итоговая цифра не включает бактерии.

Истинность своих вычислений биологи смогли проверить на тех организмах, которые им лучше известны, в первую очередь на млекопитающих и птицах, так как число этих видов приблизительно известно. Формула работает. Значит, можно

утверждать, что 8,7 млн видов плюс-минус 1,3 млн – реальное число. Много это или мало, неважно. Важнее другое: 86%  видов, обитающих на суше, и 91% обитателей океана наука еще не открыла и не описала.

 Как разобраться в разнообразии?
То, что человек открыл и описал, ему немедленно хочется систематизировать, инвентаризовать и разложить по полочкам, чтобы не потеряться в разнообразии жизни, понять, кто от кого произошел, а заодно правильно определить свое место в природе. Ученые начали систематизировать природу более 250 лет назад, и за это время они открыли и классифицировали 1,2 млн видов – это менее 15% от их общего предсказанного количества. Если наука будет и дальше двигаться с такой

же скоростью, то на открытие оставшихся видов потребуется 480 лет.

Революция в систематике началась  благодаря появлению молекулярно-

генетических методов. Они порой полностью разрушают картину мира, привычную классическим зоологам и ботаникам, и обнаруживают совершенно иные родственные связи между живыми организмами. Систематика живых видов, незыблемая со времен ее основоположника Карла Линнея, трещит по швам.

Идея присвоить каждому виду цифровой идентификатор – подобие штрих-кода – возникла в 2003 году у команды Пола Хеберта (Paul Hebert) в Университете Гельфа в Канаде. Биологи предложили использовать для этого короткую

генетическую последовательность, которая относится к стандартной части

генома, иными словами, есть у всех. Но у каждого вида она чем-то отличается. Такую последовательность можно легко и быстро считывать, подобно тому, как это делает кассир в супермаркете, подставляя штрих-код на товаре

под луч сканера. Так возникла идея  ДНК-баркодинга. штрих-код жизни
Для  «штрих-кода»  ученые выбрали небольшой участок ДНК, который кодирует одну часть (субъединицу) фермента цитохромоксидазы. Это важнейший фермент дыхания, происходящего в клеточных  «энергетических станциях» – митохондриях. Длина  «штрих-кода»  составляет около 700 нуклеотидов – это

совсем немного для того, чтобы быстро его проанализировать. Исследования

показали, что строение этого участка ДНК различается у разных видов птиц,

насекомых, рыб, млекопитающих и других животных. К сожалению, он не

подходит для идентификации растений, но для них биологи придумали другой

штрих-код.

Определить строение данного участка ДНК можно довольно быстро и просто. Для этого не нужны высококвалифицированные специалисты и дорогое оборудование. Такой генетический маркер может заменить традиционные «ключи»  для определения видов. Теперь, поймав где-нибудь в природе неизвестную зверушку, можно быстро прочитать ее штрих-код, заглянуть в базу данных и понять, к какому виду зверушка принадлежит. Для этого годится микроскопический образец ткани, который можно взять без вреда для животного. Цифровой формат штрих-кода делает возможным автоматический поиск по базе данных, что удобно при обработке больших объемов различных образцов. Но для этого нужно эту самую базу данных – о строении выбранного генетического маркера у разных видов – собрать. А сделать это  можно только усилиями множества исследователей по всему миру. 
    Проект   jBOL:  к   2015 году   ученые поставили задачу оцифровать  5000 000  образцов ДНК, представляющих  500 000  видов 
 Биологи оцифруют все живое, включая то, что было когда-то живым
Проект iBOL официально стартовал в сентябре 2010 года. В проекте участвуют научные организации из 27 стран. Поскольку идея баркодинга возникла в Канаде, там же находятся главные координационные центры – в Университете Гельфа и Институте биоразнообразия в Онтарио (BiodiversityInstituteofOntario).

Россия также получила официальное приглашение присоединиться к проекту iBOL, и в настоящее время идет оформление необходимых документов.

Впрочем, до этого российские ученые уже участвовали в программе FishBOL

(штрих-кодирование рыб и других водных животных). Теперь программа

расширилась, и помимо рыб российские биологи будут оцифровывать

млекопитающих, птиц, насекомых и других обитателей нашей большой страны. Эту работу будут выполнять ученые из МГУ, Зоологического института в Санкт-Петербурге, Института биологии моря во Владивостоке, Зоомузея МГУ,

Института общей генетики РА Н, Всероссийского института рыбного хозяйства

и океанографии (ВНИРО) и ряда других учреждений.

На баркодинг биологи отправляют живые организмы, пойманные и собранные в природе, а также экземпляры из музейных коллекций, из которых возможно выделить ДНК, из ботанических садов, зоопарков, банков семян и т.д. В лаборатории исследователи изолируют и многократно размножают нужный фрагмент ДНК, а затем последовательно считывают нуклеотиды – секвенируют. К 2015 году ученые поставили задачу оцифровать 5 млн образцов ДНК, представляющих 500 тысяч видов. Зачем это нужно
В попытках оцифровать всё живое  биологи стремятся не к тому, чтобы превратить природу в склад. Нужно понять, какие виды благополучны, а какие находятся под угрозой и как их грамотно охранять. С биоразнообразием связаны и многие чисто практические проблемы, такие как сельское хозяйство и защита растений, борьба с вредителями и переносчиками болезней, контроль над инвазивными видами животных и растений, мониторинг состояния окружающей среды.

Кое-где штрих-кодирование  уже используется на практике. Биологи из

Калифорнии применяют его для мониторинга водоемов. Как правило, экологическое состояние водоемов оценивают по разнообразию водных обитателей, например донных беспозвоночных. Но на то, чтобы разобрать все пробы, разглядеть щетинки и сосчитать членики, даже у опытного зоолога уйдет не один месяц. А  штрих-код  всех водных обитателей можно прочитать за несколько дней. Калифорнийские ученые подчеркивают, что баркодинг помогает также обнаружить в водоемах чужеродные виды-вселенцы (инвазивные виды), которые надо вовремя остановить, чтобы они не нарушили экологическое равновесие.

В Канаде с помощью баркодинга установили рацион питания летучих мышей. Ведь для этого метода не нужно целое животное, достаточно остатков насекомых, сохранившихся в мышиных желудках. Может возникнуть еще масса ситуаций, когда нужно определить вид по непереваренным остаткам, следам

жизнедеятельности и каким-нибудь фрагментам тела, но и на них будет приклеен

цифровой «ярлычок».

А вот еще одна история. Три студента из Нью-Йорка использовали баркодинг

для анализа… чая. И нашли, что содержимое чайных пачек не соответствует указанному на упаковке составу. Посторонние ингредиенты включали сорняки,

такие как мятлик, и полевые цветы (например, совсем не лекарственную разновидность ромашки). Были и включения, которые могут вызывать у человека

аллергию. В обычном чае оказалось4%  лишних  компонентов, а в травяном

сборе целых 35%.

Таким образом баркодинг помимо очевидной пользы для ученых может стать одним из эффективных инструментов борьбы с подделками. Очень может быть, что через десяток лет, когда приборы для генетического анализа станут, скорее всего, доступны каждому, как сегодня мобильный телефон, купив в гастрономе полуфабрикат куриных котлет, вы сможете со 100% точностью узнать дома, из курятины какой породы ваши котлеты и курятина ли это вообще…

Удобно, познавательно и безопасно.

 www.detalimira.com