O čem vypráví vydří trus
28. 2. 2007
Genetický výzkum populace vydry říční rozborem vzorků trusu umožňuje jednak sledovat konkrétní jedince vydry a velikost jejich okrsku či aktivitu, jednak také nahlédnout do genetické struktury celé populace, která u nás žije. To má velký význam pro stanovení dalšího postupu v ochraně tohoto ohroženého druhu. Ve světě jsou už podobné výzkumy běžné; u nás probíhá první studie tohoto typu.
Vydra říční patřila donedávna mezi naše nejohroženější savce. Od devadesátých let se její situace pomalu zlepšuje. A dnes se dokonce některým zdá, že vyder je u nás až příliš. Jak to tedy je?
Mgr. Olga Růžičková, Stanice ochrany fauny Pavlov, AOPK ČR: Abychom vydru říční mohli efektivně chránit, potřebujeme co nejvíce informací – především kolik asi jedinců na určitém území žije, jak vypadá struktura populace. Jelikož vydra žije skrytě, je plachá a má noční aktivitu, je třeba ke zjištění těchto údajů zapojit různé distanční metody, jako je například stopování.
Jaká je ideální metoda sledování živočichů? Taková, která je vůbec neruší a přitom přinese co nejvíc informací. Nejnovější řešení tohoto dávného problému přinesl obor, od kterého byste to možná nečekali: genetika.
Mgr. Petra Hájková, Ústav biologie obratlovců AV ČR, Brno: Terénní část naší práce je pravděpodobně nejzajímavější a pro mě osobně i nejpříjemnější. Větší část práce, možná až devadesát procent, ovšem probíhá v laboratoři.
Molekulární genetika dnes už dokáže získat informace i z nepatrného množství materiálu. Dokonce i ze vzorků trusu.
Mgr. Barbora Zemanová, Ústav biologie obratlovců AV ČR, Brno: Díky neinvazivním genetickým metodám můžeme dnes studovat živočichy, aniž bychom je vyrušovali nebo jim ubližovali. Pro mě osobně je to velmi důležité, protože se nemusím rozhodovat, co má větší důležitost – jestli život zvířat, nebo věda jako taková.
Trus se k získávání informací o životě zvířat používá teprve několik let. Slouží například při studiích volně žijících medvědů, tygrů a dalších šelem. U nás tato metoda dosud nebyla použita.
Mgr. Petra Hájková, Ústav biologie obratlovců AV ČR, Brno: Značkují svůj domovský okrsek trusem a výlučky análních žláz, u nichž jsme zaznamenali mnohem vyšší úspěšnost při analýze DNA. Tyto výlučky pravděpodobně obsahují více DNA, než trus, kde převládají zbytky potravy.
Nejvhodnějším obdobím pro terénní práci je zima. DNA v trusu se totiž při vyšší teplotě rychle rozkládá. Proto se nasbírané vzorky musejí neprodleně zmrazit. Teprve pak začíná další fáze projektu – laboratorní analýza. Podobné výzkumy umožnil teprve rychlý rozvoj metod molekulární genetiky v posledních letech, zejména objev technologie, zvané PCR. Tak se označuje polymerázová řetězová reakce – technika, která dovolí namnožit potřebný úsek deoxyribonukleové kyseliny i z takových vzorků, které obsahují jen její nepatrné množství. Například z peří, ze srsti – anebo z trusu … Podobné analýzy jsou ovšem náročné a vyžadují velkou zkušenost. Zatím je provádí jen několik špičkových laboratoří na světě. Patří mezi ně i pracoviště Ústavu biologie obratlovců Akademie věd v moravském Studenci.
Mgr. Petra Hájková, Ústav biologie obratlovců AV ČR, Brno: Trus obsahuje odloupnuté buňky z výstelky střevní sliznice, ze kterých je možné izolovat DNA jedince, který trus vyprodukoval. Protože obsah DNA v trusu je velmi nízký, hrozí riziko kontaminace, a proto je nutné část analýz provádět v oddělené budově. Právě laboratoř ve Studenci se podílela například i na určení pohlaví populárního mláděte gorily, narozeného v pražské zoo.
Odběr krve nepřicházel v tomto případě v úvahu, a tak bylo nutné využít vzorku trusu. A tak dnes víme, že Moja je gorilí holčička … Ale vraťme se k vydrám. Pořád vlastně ještě nevíme, co všechno nám jejich trus může prozradit …
Mgr. Barbora Zemanová, Ústav biologie obratlovců AV ČR, Brno: Jednotlivé vydry se liší délkou jednotlivých úseků DNA, které jsme si v laboratoři namnožili pomocí PCR a vizualizovali pomocí fragmentační analýzy na sekvenátoru. Výsledek vidíme na monitoru, kde pod sebou máme kombinaci píků pro tři jedince, která je pro každého z nich zcela odlišná. Fragmentační analýzou jsme tedy získali jakýsi genetický otisk prstu daného jedince, na jehož základě ho odlišíme od ostatních vyder na studovaném území.
K čemu je to ale dobré? Na obrázku vidíme, jak se liší vzorky DNA získané z trusu u dvou konkrétních jedinců. V praxi to tedy znamená, že na základě takové informace budeme vědět, která vydra zanechala právě ten určitý vzorek trusu, který jsme v přírodě nalezli. Ano, a podle toho pak můžeme zjistit, kolik vyder vlastně žije na dané lokalitě.
A nejen to. Víme také, kolik z nich je samců a kolik samic. A navíc se podle navštívenek v podobě trusu dozvíme, na jak velkém území se každá z našich vyder pohybuje. Jako například tady. Podle vzorků trusu můžeme odhadnout minimální velikost domovského okrsku tří vyder na jedné lokalitě na Třeboňsku. Vydří trus však může prozradit ještě víc.
Mgr. Petra Hájková, Ústav biologie obratlovců AV ČR, Brno: Některé populačně genetické analýzy trvají minuty nebo hodiny, jiné mohou běžet na několika počítačích současně i několik týdnů. V této chvíli probíhají na třech počítačích analýzy, z nichž každá trvá asi týden.
Pomocí metod molekulární genetiky můžeme studovat nejen jedince, ale i celé populace. Matematické analýzy, které to umožňují, pracují s obrovským množstvím dat, proto takové výpočty patří k nejsložitějším vůbec. Zato nám však prozradí, jaké je genetické složení celé české populace vyder.
Vydra říční je dnes v Evropě rozdělena do několika izolovaných populací. Analýza ukázala, že české a slovenské vydry si svou genetickou informaci dosud nevyměňují. Pro české vydry je ale dostatečná genetická rozmanitost zcela zásadní. Stále se totiž jen pomalu zotavují z kritického úbytku na konci osmdesátých let. To všechno prozradil vydří trus …
Mgr. Petra Hájková, Ústav biologie obratlovců AV ČR, Brno: Abychom mohli zjistit, jak nedávný pokles početnosti ovlivnil genetickou variabilitu populace, potřebovali bychom analyzovat historický materiál. V muzeích se nachází množství materiálu – ať už lebek, u nichž je možné izolovat DNA ze zubů, anebo kožešin, u nichž lze izolovat DNA z kořínků chlupů.
Molekulární genetika dnes pomáhá při zkoumání života zvířat, ale také při jejich ochraně. Vzniká nový obor – ochranářská genetika. Teď už víme, že naše vydry nemají zdaleka vyhráno. Česká populace se dosud nevypořádala s následky velkého úbytku před čtvrtstoletím. Vydry si přísnou ochranu určitě zaslouží. I to dnes víme díky jejich trusu …
Autor: Jan Hošek