MNMKK - Magyar Természettudományi Múzeum Blog

A múzeumi gyűjteményekben őrzött preparátumok genetikai elemzése hatalmas lehetőség a biodiverzitás megértése és megőrzése terén, és ahogy az elmúlt 200 évben, úgy napjainkban is segíti a kutatókat az élővilág sokféleségének feltárásában. A Magyar Természettudományi Múzeum gyűjteményeinek különleges értéke, hogy a példányokat az adott élőlénycsoport specialistái határozták meg.

Szerzők: Csorba Gábor (Emlősgyűjtemény), közreműködők: Cserkész Tamás (Emlősgyűjtemény), Győrössy Dorottya (önkéntes, Emlősgyűjtemény), Somogyi Anna Ágnes (Szipókás rovarok gyűjteménye) és Szatmári Lajos (Állattár)

A természettudományi múzeumok, ideértve a Magyar Természettudományi Múzeumot is, olyan értékes gyűjteményi példányokat őriznek, amelyeket előzetesen az adott élőlénycsoport specialistái azonosítottak, vagyis meghatározták, mely fajhoz is tartoznak. A taxonómusok által végzett munka alapvető fontosságú a további kutatásokhoz, hiszen nem mindegy, hogy az elterjedési adatok, természetvédelmi helyzet, ökológiai funkció, betegségek terjesztése, gazdasági jelentőség, és számtalan egyéb vonatkozásban milyen fajról is beszélünk.

A dél-amerikai lángszinérfélék (Lycaenidae) egyik gyűjteményi tárlója (fotó: Somogyi Anna)

Kihívások és kiutak

Van azonban egy nagy gond - a taxonómusok száma rohamosan csökken, egyre kevesebb kutató vállalkozik arra, hogy egy állat vagy növénycsoport szakértőjévé képezze ki magát. Így például a világon a rovarcsoportok közel felének már nincs taxonómus specialistája, ami megnehezíti, sőt, néha lehetetlenné is teszi ezeknek a fajoknak a pontos azonosítását és megismerését. A szakemberhiány olyan mértékű, hogy az már a biodiverzitásnak (az élővilág sokszínűségének) a hatékony védelmét is fenyegeti. A világ biológiai sokféleségének átfogó ismerete nélkül ugyanis fennáll a veszélye annak, hogy értékes ökoszisztémákat veszítünk el, megbontjuk az ökológiai egyensúlyt, és veszélyeztetjük az emberi jólétet.

A fokozódó nehézségeket részben ellensúlyozzák a technikai és módszertani újítások: a genetikai kutatások rohamléptekben fejlődnek, és egyre szélesebb kör számára válnak elérhetővé. A fajok DNS-alapú azonosítása tehát kulcsfontosságú lehet a biodiverzitás-kutatásban és a természetvédelmi beavatkozásokban egyaránt. Ez a felismerés nem újkeletű, a Magyar Természettudományi Múzeum (MTM) szakemberei is immáron évtizedek óta használják ezeket a módszereket, de egy európai kezdeményezés, a Biodiversity Genomics Europe (BGE) a „Horizon Europe” kutatási és innovációs keretprogram támogatásával most azon dolgozik, hogy – talán az utolsó pillanatban – közös összefogással, a legmodernebb módszerekkel mérje fel az európai élővilág genetikai sokféleségét. Az MTM tagja a konzorcium múzeumi mintavételezési munkacsoportjának, és hatalmas gyűjteményeiből számos mintát tesz elérhetővé a vizsgálatokhoz. Ebben a projektben olyan kiemelkedő kutatási intézményekkel dolgozunk együtt, mint a londoni Natural History Museum vagy a leideni Naturalis Biodiversity Center, de annak érdekében, hogy taxonómiai és földrajzi értelemben egyaránt széles skálán tudjunk vizsgálatokat végezni, Európa több múzeuma is csatlakozott ehhez a nagyszabású feladathoz.

Hogyan dolgozunk? 

A vizsgálatok a mintavétellel kezdőnek, ami történhet terepen, illetve múzeumi körülmények között, már korábban, akár száz éve begyűjtött példányokból.
A terepi munka izgalmakban is bővelkedik, hiszen az első lépés az állatok befogása, vagy a növények megtalálása, ami sokszor nagy kihívást jelent. Ha megkerült az áhított faj, akkor természetvédelmi szempontok figyelembe vételével zajlik a mintavétel: szőrszálak, vagy tollak gyűjtésével, illetve apró szövetdarab, például bőr-, vagy levéldarabka lecsippentésével.

A terepi munka a kutatás első, és az egyik legizgalmasabb része – mintavétel ürgétől (fotó: Lanszki Zsófia)

Mindig steril eszközökkel dolgozunk, hogy minimalizáljuk  más genetikai anyagokkal való szennyeződés lehetőségét. Mivel a sejtekben található genetikai anyag jó állapota csak alacsony hőmérsékleten őrizhető meg, a genomi vizsgálatok mintáját azonnal tartósítani kell, ezért ezeket terepi körülmények között folyékony nitrogénnal töltött tartályba, vagy „szárazjégbe” (szilárd halmazállapotú szén-dioxid) helyezzük. Hazatérve, a múzeum Genetikai Erőforrások Gyűjteményében található, -80°C-on működő speciális mélyfagyasztóiba kerülnek a minták, ahol nagyon sokáig („a Világ végezetéig és még 1 napig”) tárolhatók.

Amikor múzeumi gyűjteményekben őrzött preparátumokat vizsgálunk, a fajok kiválasztása az első lépés, amelynek során figyelembe kell venni a minták állapotát és a genetikai vizsgálat célját. A mintavétel előtt vagy után mindig készülnek fotók a példányokról, hogy dokumentáljuk megjelenésüket, és így segítsenek azonosításukban. A munka során – csakúgy, mint a terepi mintavételeknél – steril eszközökkel kell dolgozni. A minták ízeltlábúak esetében például lábat vagy csápot, míg puhatestűek esetében izomdarabot jelentenek. A példányokhoz tartozó adatokat (aminek  értelmezése néha nagy kihívást jelenthet az egykori kutatók  kézírása miatt) adatbázisban rögzítjük, ami innentől kezdve kiegészül a genetikai minta egyedi kódjával is.

A Laemophloeus weisei nevű szegélyeslapbogár típuspéldánya céduláival és a leválasztott potrohvéggel (fotó: Grabant Aranka)

A mintákat világszerte egységesen használt fiolákba tesszük, gondosan feliratozva, majd nagyobb egységenként postán küldjük a szekvenálóközpontba, ahol a DNS kivonása majd a szekvenálás történik.

A múzeumokban őrzött példányok DNS-e az egykor elterjedten használt anyagoknak (például formaldehid vagy szénkéneg) és persze a hosszú időnek is köszönhetően töredezett, ami akadályozhatja vagy megnehezítheti a genetikai analízist.

Ezen kihívások ellenére a múzeumi gyűjteményekben őrzött preparátumok genetikai elemzése hatalmas potenciállal bír a biodiverzitás megértése és megőrzése terén, segítve a kutatókat az élővilág sokféleségének feltárásában.

A Biodiversity Genomics Europe projektet a Horizon Europe finanszírozza a "Biodiverzitás, körkörös gazdaság és környezetvédelem" (REA.B.3) program keretében; támogatási szerződés száma: 101059492; a Svájci Oktatási, Kutatási és Innovációs Államtitkárság (SERI) társfinanszírozásával a 22.00173 számú szerződés keretében; valamint a UK Research and Innovation (UKRI) által a UK Horizon Europe finanszírozási garanciaprogram keretében.