Spinnweben halten genetische Geheimnisse über Spinnen und ihre Beute


Vielleicht möchten Sie zweimal überlegen, bevor alle lästigen Spinnweben Sie rund um Ihr Haus finden aufsaugen – diese chaotisch Spinne Höhlen enthalten wertvolle Informationen (wertvoll für Wissenschaftler, das ist).

Klebrigen Spinnennetz enthält Spuren von das Viech DNA sowie die DNA von was auch immer Beute, das war Pech, stecken im Web, laut einer neuen Studie, die ergab, dass diese winzigen DNA-Proben können verstärkt und in einem Labor sequenziert. Das heißt, eine leere Spinnennetz ist kein Geheimnis; Es ist ein Hinweis, der Wissenschaftler sagen kann, welche Art von Spinne Web gebaut und was es Beute in die Falle verfangen.

Wissen genau welche Arten der Spinne ein Netz in einem bestimmten Gebiet gebaut, sowie zu wissen, was die Spinne auf, geschlemmt ist eine wichtige Information für Forscher in einer Vielzahl von Bereichen – von Naturschutz Ökologie, Pflanzenschutz, sagte Studie führen Autor Charles C.Y. Xu, ein Student in das Erasmus Mundus Master Programm (MEM) in der Evolutionsbiologie, ein gemeinsames Programm von vier europäischen Universitäten und der Harvard University in den Vereinigten Staaten gehostet. [Gruselig, Crawly & unglaubliche: Fotos von Spinnen]

"Es gibt eine Vielzahl von verschiedenen Methoden zu studieren [Spider]," sagte Xu Leben Wissenschaft. Um Proben zu sammeln, versuchen Forscher alles von schlagen (buchstäblich an einem Baum schlagen, bis daraus Spinnen und andere Insekten fallen), die Aspiration Methode, was ist, wenn ein Forscher eine Spinne oder Insekt in eine Glasflasche mit einem Gummischlauch saugt.

Aber genetische Sequenzierung, die weniger teuer ist, kann neue Methoden zur Erfassung von Informationen über Spinnen und ihre Beute – Methoden, die nicht jagen, erfassen oder diese Viecher zu töten, sagte Xu.

Ein klebrigem experiment

Für die Studie studierte Xu und seine Kollegen die Stege der drei schwarze Witwe Spinnen, die in separaten Gehegen gehalten wurden. Sie jeder Spinne zwei Grillen gefüttert und einige Tage später, die Stege aus dem Gehäuse entfernt und brachte sie in ein Labor. Dann, sie aus Spinnweben, mit dem Ziel der Identifizierung von DNA aus die südliche Schwarze Witwe (Latrodectus Mactans), die im Web und das Haus Grillen (Acheta Domesticus), die landete aus DNA extrahiert.

"Um DNA zu studieren, musst du zuerst eine Menge davon, machen", sagte Xu. "So haben wir Primer, die einsträngige DNA-Fragmente, die auf bestimmte Regionen der DNA, die wir studieren wollen." Diese Primer DNA zu verstärken, oder dazu führen, dass Millionen von Kopien von sich selbst erstellen.

Xu und sein Team beschlossen, ein Gen namens Cytochrom-Oxidase 1 verstärken – eine mitochondriale gen (gefunden innerhalb der Mitochondrien Organellen der Zellen), die verwendet werden kann, um eine Spezies zu identifizieren. Dies ist das Gen, das für "DNA-Barcoding," ein Prozess, in dem ein kurz- und standardisierte Fragment der DNA einem Organismus in viel die gleiche Weise identifizieren, dass ein gestreifter Barcode verwendet wird, um ein Produkt im Supermarkt zu identifizieren verwendet wird, oft verwendet wird.

DNA-Barcoding hat in der Vergangenheit verwendet worden, um neue Organismen, einschließlich Quallen, Fledermäuse und Pilze zu identifizieren. Und Wissenschaftler auf der ganzen Welt sind aktiv den Aufbau einer Datenbank von DNA-Barcodes für Hunderttausende von Arten – eine Initiative, die 2007 begann. Aber Barcoding DNA aus einem Spinnennetz nie vor dieser Studie versucht hatte, sagte Xu.

Erhaltung und darüber hinaus

Xu und sein Team hatte ein Bein wenn es darum ging, sie von den schwarzen Witwen Webs extrahierte, DNA zu identifizieren; Sie wussten schon was DNA (das Schwarze Witwen und Haus Grillen) gesucht. Das erlaubte ihnen, Primer zu erstellen, die die richtige Art von Gene verstärkt – die mitochondriale Gene, die die Arten DNA-Barcodes zu bilden. Aber eine leicht modifizierte Technik könnte auch DNA aus einem beliebigen Web identifizieren verwendet werden, auch wenn ein Forscher nicht sicher, welche Art von Spinne es gemacht oder was Art von Beute die Spinne gefangen genommen. [Tolle Fotos von Spinnen aus der ganzen Welt]

Mit dieser Technik, bekannt als "next Generation Meta-Barcoding Sequencing," Forscher könnte einfach in einem Wald oder Feld gehen, sammeln Spinnweben könnten sie stolpern und dann Sequenz die Stege DNA in einem Labor, ohne vorher zu wissen, welche Art von DNA im Web ist. Die fortgeschrittene Technik konnten Forscher detaillierte geben Einblick in die Arten von Spinnen und Insekten, die in einem bestimmten Bereich befinden, sagte Xu. DNA kann bleiben auf ein Web für längere Zeit (mindestens 88 Tage, im Falle einer der Stege in der Studie verwendeten), fügte er hinzu.

"Diese genetische Technologien können viel empfindlicher als herkömmliche Probenahmeverfahren und ermöglichen es uns, die DNA einer Spinne oder Insekt ohne welche Arten anzugeben, wir in erster Linie suchen, zu erkennen", sagte Xu. "sie könnten Früherkennung [gefährdet oder invasive] Arten ermöglichen. Für vom Aussterben bedrohte Organismen könnte es für die Kennzeichnung von neuen Schutzgebieten oder für invasive Arten, Neuzeichnen des invasiven Bereichs wichtig sein."

Aber Ökologen sind nicht die einzigen, die es nützlich sein, um DNA aus einem Spinnennetz zu extrahieren. Pest Management Forscher konnte Meta-Barcoding Sequenzierung verwenden, um herauszufinden, welche Arten von Spinnen sind Fahrten in Kisten von Importgütern zu trampen oder entdecken, welche Arten von Spinnen das Haus einer Person eingedrungen sind. Und diejenigen, die Biogeographie (die Studie der Verteilung) und Evolution der Arten über Zeitpunkt und geografischen Ort studieren könnten DNA extrahieren, von Spinnweben, Bevölkerung Differenzierung innerhalb einer Art zu verstehen.

"Wenn Sie die DNA sammeln können, ohne dass die Organismen selbst zu erfassen und zu töten, es macht den Prozess viel einfacher,", sagte Xu. Und diese Methode des "Sammelns" Spinnen Bürger Wissenschaftler in Forschungsprojekten zu unterstützen oder um herauszufinden, mehr über ihre lokalen Ökosysteme erleichtern könnte, fügte er hinzu.

In der Zukunft, sagte Xu, dass er einige Zeit im Wald verbringen möchte, Stege zu sammeln und dann zu versuchen, herauszufinden, welche Mitglieder der lokalen Spinne und Insekten Gemeinschaft ihre DNA auf die klebrige Seide hinter sich gelassen.

Die neue Studie erschien heute (Nov. 25) in der Fachzeitschrift PLOS ONE.

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