Torrey Rodgers smi gjennom den panamanske regnskogen og holder en bøtte med råtnet svinekjøtt. Naturviteren er på oppdrag for å samle fluer - hundrevis og hundrevis av dem, hvis han er heldig. Langt fra jungel skadedyr, ser han disse summende, iriserende grønne insektene som nyttige laboratorieassistenter, slik at han kan gjøre rede for innbyggerne i truede regnskoger rundt om i verden.
En måte å måle helsen til en skog er å samle opp det biologiske mangfoldet, eller rikheten på planter og dyr som vrimler innenfor. Forskere tar fatt på denne typen skogtellinger for å overvåke krypskyting eller kartlegge fremdriften for bevaringsarbeidet. Men regnskogene utgjør en spesiell utfordring: Du må vandre kilometer gjennom tett grøntområder, søke etter unnvikende dyr som kanskje bare kommer ut om natten, og åååh, de er fulle av ting som kan drepe deg.
Derfor er det vanligvis gjort av økologer som er godt kjent med jungelenes økosystem og faunaen som bor der. Disse zoologene vet hvordan de navigerer i det utemte landet, identifiserer daglige og nattlige skapninger nøyaktig og plasserer skjulte kamerafeller for å fotografere det mest unnvikende dyrelivet. Problemet er at disse typer skogstrekking, fauna-kjente eksperter er like sjeldne som dyrelivet de sporer.
Og uten en slik folketelling er bevaringsinnsatser meningsløse. “Si at du foreslår et naturreservat, og at du bruker mange ressurser på å beskytte dette området ... vel, fungerte noe av det egentlig? Mister vi arter eller har en positiv innvirkning? ”Spør Rodgers, en forskningsansvarlig ved Utah State Universitys Department of Wildland Resources.
Det er grunnen til at Rodgers har vervet noen usannsynlige hjelpere til å utføre dyrelivsundersøkelsene sine for ham: gulrfluer. For disse scavengers er regnskogen en stor buffé, med retter fra slaktekropper til fester av sår på levende dyr til alle tenkelige typer bæsj. Hver bit logger en distinkt DNA-prøve av det måltidet i fluenes tarmer, til det kommer ut i den andre enden. Nå, som Rodgers og hans kolleger rapporterer i en fersk studie i tidsskriftet Molecular Ecology Resources, kan forskere bruke det DNAet for å bygge en folketelling av jungelens mest unnvikende pattedyr.
Owen McMillan, en evolusjonsbiolog ved Smithsonian's Tropical Research Institute (STRI) i Panama som var medforfatter på studien, erkjenner at Rodgers plan for å fange mangfoldet i en hel regnskog ved å bruke bare fluesuger er uortodoks. "Det kan høres hardbraket ut, " sier han, "men det er ikke hvis du tenker på hvordan disse fluene gir liv."
Som luftbårne fôrere kan denne fluefamilien prøve praktisk talt alle typer regnskogsdyr. Hver organisms DNA er til stede i alt biologisk materiale, fra blod til bæsj, og gir en identifiserbar genetisk markør. Hvis forskere på en eller annen måte kunne prøve alt DNA i en regnskog, ville de ha et fullstendig bilde av alt som bor der. "Det er der fluene kommer godt med, " sier Rodgers. "De går ut og tar prøvetaking for oss."
I 2015 reiste Rodgers ned til Barro Colorado Island, en tett skogkledd øy midt i Panamakanalen, og satte ideen om flueundersøkelsen på prøve. Han utformet 16 enkle fellefeller av to vannflasker av plast, koblet som et timeglass. Hver av dem inneholdt et stykke svinekjøtt som agn, som for det meste ble holdt utenfor rekkevidden av en skjerm.
Etter noen få mislykkede forsøk fikk Rodgers vite at fluene var kresen spiser. De foretrakk kjøtt som hadde blitt liggende i solen til det nådde det søte stedet for bare harsk funk. "De vil komme til å råtne kjøtt veldig raskt, " sier han, "jeg måtte forhåndsrotne det som var ganske ekkelt."
Når han hadde funnet ut fluenes kostholdspreferanser, begynte fellene å fylle opp med fengslede fluer så raskt at han måtte empy dem to ganger om dagen. Dessverre for dem, ville forsøke å feste på den råtne svinekjøttet vise seg å være en dødelig feil: Rodgers brakte dem tilbake til laboratoriet, flash frøs dem, snippet dem i biter og malte dem til en pasta for å gjøre det mulig å trekke ut DNA fra deres tarm .
For å oppdage selv de sjeldneste dyrene i fluenes tarmer, måtte han bruke en DNA-forsterkningsteknikk for å multiplisere spesielle regioner fra bare de inntatte pattedyrcellene. Målet var å plukke ut visse molekylære markører, som er regioner i genomet som fungerer som strekkoder. Disse korte fragmentene kan matches med en database med over 5000 pattedyr, og en mindre database med arter som er kjent for å finnes på øya.
Han samlet mer enn 1000 fluer i løpet av tre måneder, og samlet nok DNA-data fra tarmen til å sammenligne med åtte års tradisjonelle undersøkelser som tidligere ble samlet på øya. Akkurat som Rodgers spådde, kom fluene rundt; forskerne oppdaget 20 pattedyrarter, fire fuglearter og en øgle art. "Det var overraskende nøyaktig, " sier McMillan. "Minst like nøyaktig som å gå gjennom skogen."
Ikke bare det, men dataene var langt rikere enn de tidligere undersøkelsene fordi DNA-sekvensering genererer millioner av datapunkter. "Du må fortsatt filtrere ut ting som egentlig er støy ... som svinekjøtt, " sier McMillan. Men når filteret ble filtrert, ble DNA-fragmentene fra pattedyrene forsterket fra fluetarm nøye speilet artssammensetningen som forventes i regnskogen på Barro Colorado Island.
Det var imidlertid noen få bemerkelsesverdige unntak. Merkelig nok fant de ikke strekkoder som samsvarte med de tre rikeste pattedyrene: Det var ingen spor etter gnagere agouti, den vaskebjørnlignende hvitnøstet coati eller bøtten, som ser ut som en knebøy slektning av hjort. Rodgers mener dette har å gjøre med labassistentenes iboende skjevhet. Agoutis scat, for eksempel, er ikke spesielt appetittvekkende for fluer. "Det er veldig vanskelig og kanskje vanskeligere og mindre tiltalende, " sier han.
Conrad Gillett, en entomolog ved University of Hawai'i som også bruker molekylære teknikker for å studere insekt tarmer, var enig i at flyvekostvaner kan være en betydelig skjevhet. Andre studier har brukt bugs som mygg og møkkbiller, Gilletts insekt av valget, og kan legges til regnskogundersøkelser for å øke mangfoldet som pattedyr oppdages.
Fortsatt er dette en rask og effektiv metode for å kartlegge mangfold som kan brukes i mange miljøer, sier Gillett. "Det er definitivt noe det er verdt å undersøke, " sier Gillett. “Akkurat nå er jeg ikke sikker på om [fluer] bare kan stole på en undersøkelse, men absolutt som et supplement. Det er noe som må vurderes. ”Teknikkens enkelhet gjør den enda mer tiltalende. "Det henger bare svinekjøtt i skogen, " sier McMillan.
Etter å ha prøvd denne undersøkelsesmetoden i en godt studert skog, håper McMillan tilnærmingen kan brukes i andre omgivelser der faunaen fremdeles er et mysterium. Dette vil by på en annen utfordring: I motsetning til på Barro Colorado, er mange skoger fylt med dyr som ennå ikke er navngitt, enn si tilordnet en DNA-strekkode. Men etter hvert som DNA-strekkoding blir mer vanlig og databaser vokser, tror forskere at de vil kunne oppdage selv de sjeldne artene som er vanskelige å spore fra et bevaringsperspektiv.
"Fordi Barro Colorado Island har blitt studert så godt av så mange forskere så lenge, kan du sette den inn i en bredere sammenheng, " sier McMillan.
Bedre ennå, det er ikke en truet skog på jorden som ikke har fluer. “Denne gruppen av fluer er til stede over hele verden. De er vanlige i hver enkelt habitat, sier Rodgers. Takket være disse kreative forskerne og deres innbitte ide, kan det hende vi må betrakte disse allestedsnærværende insektene som ikke bare irriterende ordensforstyrrelser, men som verdifulle naturvernere i seg selv.
