Projekt Psyche: Naukowcy chcą poznać genomy wszystkich europejskich motyli. To ponad 11 tys. gatunków

Projekt Psyche gromadzi naukowców z całej Europy, a w działaniach uczestniczą również polscy badacze.

Kluczowy cel projektu: sekwencjonowanie genomów ponad 11 tys. europejskich gatunków motyli dziennych i nocnych.

Motyle są jedną z najważniejszych grup owadów w środowisku naturalnym. Pełnią różne role: są roślinożercami, zapylaczami i istotnym elementem łańcucha pokarmowego.

Naukowcy zwracają też uwagę, że motyle są wyjątkowo czułymi wskaźnikami kondycji przyrody — szybko reagują na zmiany klimatu, degradację siedlisk i presję człowieka.

Z tego powodu ich spadek liczebności bywa traktowany jako sygnał ostrzegawczy, że ekosystemy zaczynają tracić stabilność. W wielu programach ochrony przyrody liczenie motyli stanowi istotny element monitoringu.

Zaangażowany w projekt dr hab. Łukasz Przybyłowicz, prof. Instytutu Systematyki i Ewolucji Zwierząt PAN, przypomina, że motyle — czyli łuskoskrzydłe (Lepidoptera) — to druga najliczniejsza grupa owadów na świecie. Co więcej, stanowią około 10 proc. wszystkich znanych gatunków organizmów jądrowych, czyli takich, których komórki mają prawdziwe jądro komórkowe oraz organella.

To pokazuje, jak ogromna część różnorodności biologicznej jest związana właśnie z tą grupą owadów.

Motyle mają też cechę wyjątkowo korzystną z punktu widzenia nauki: ich genomy są stosunkowo niewielkie i relatywnie łatwe do analizy w porównaniu z wieloma innymi organizmami. To otwiera możliwości wykorzystania nowoczesnych technik sekwencjonowania na szeroką skalę.

Badacze wskazują, że poznanie DNA motyli może pomóc nie tylko w zrozumieniu historii ich ewolucji, ale również w praktycznych obszarach — takich jak ochrona siedlisk czy poszukiwanie nowych metod walki ze szkodnikami w rolnictwie.

Ambitne zadanie zostało ujęte w ramach projektu Psyche, międzynarodowej inicjatywy nazwanej od greckiej bogini Psyche, przedstawianej często ze skrzydłami motyla. Jak podkreślają naukowcy, jest to przedsięwzięcie bezprecedensowe: kompletne zsekwencjonowanie genomów wszystkich europejskich gatunków motyli dziennych i nocnych.

W założeniach projektu jest stworzenie zasobów, które będą dostępne dla badaczy na całym świecie i pozwolą prowadzić kolejne analizy dotyczące zmian klimatu, bioróżnorodności oraz odporności ekologicznej.

Jak informują naukowcy, w bazie znajdują się już genomy pierwszego tysiąca gatunków motyli. Wśród nich są także gatunki występujące w Polsce, m.in.:

• niedźwiedziówka nożówka (Arctia caja),

• kraśnik karyncki (Zygaena carniolica),

• szlaczkoń siarecznik (Colias hyale).

Zsekwencjonowane genomy są udostępniane bezpłatnie, m.in. poprzez ogólnodostępne bazy takie jak GenBank, co pozwala wykorzystywać je w badaniach naukowych w różnych krajach.

Badania genomów motyli mają pomóc nie tylko w klasycznej biologii ewolucyjnej. Zdaniem Łukasza Przybyłowicza genomika może wnieść istotny wkład w projekty dotyczące ochrony przyrody oraz łagodzenia skutków zmian klimatu.

Włączenie danych genetycznych do monitoringu populacji umożliwia m.in.:

• precyzyjniejszą identyfikację gatunków,

• śledzenie zmian w populacjach,

• ocenę przepływu genów pomiędzy różnymi populacjami,

• określenie poziomu chowu wsobnego w izolowanych grupach.

To szczególnie ważne w kontekście obserwowanego w skali świata spadku liczebności owadów, także w Polsce.

Badacze zwracają uwagę, że część motyli ma bezpośrednie znaczenie gospodarcze — niektóre gatunki wpływają na rolnictwo, a ich larwy bywają szkodnikami. Lepsze poznanie genomów może więc pomóc w opracowywaniu nowych metod ograniczania strat w uprawach, a tym samym wzmocnić bezpieczeństwo żywnościowe.

W projekcie Psyche uczestniczą również polscy naukowcy. Z Polski zaangażowane są cztery osoby reprezentujące trzy ośrodki naukowe:

• Instytut Systematyki i Ewolucji Zwierząt PAN (dr hab. Łukasz Przybyłowicz oraz dr Marcin Wiorek),

• Uniwersytet Łódzki (dr Richard Bailey, odpowiadający m.in. za przekazywanie okazów z Polski do hubu w Czechach),

• Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu (dr hab. Freerk Molleman, prof. UAM).

To pokazuje, że polskie instytucje naukowe mają swój udział w jednym z najważniejszych europejskich projektów genomiki przyrodniczej.