Nietoperze od zawsze wymagały od naukowców cierpliwości. Aby poznać ich zwyczaje, trzeba było czekać do zmroku, przemierzać lasy z detektorami ultradźwięków, zaglądać do jaskiń i na strychy starych budynków lub przez wiele godzin analizować nagrania echolokacji. Każda nowa metoda pozwalająca badać te niezwykłe ssaki bez ingerowania w ich życie była krokiem naprzód. Dziś wydaje się, że nauka zrobiła kolejny – i to bardzo duży.
Wyobraźmy sobie badacza, który zamiast rozstawiać sieci chiropterologiczne lub ustawiać detektory ultradźwięków, montuje niewielkie urządzenie przypominające prosty filtr powietrza. Pozostawia je w terenie na kilka godzin, a następnie zabiera do laboratorium. Tam okazuje się, że na filtrze znajdują się mikroskopijne fragmenty materiału genetycznego pozostawione przez nietoperze, które przelatywały w pobliżu. Jeszcze kilkanaście lat temu taka historia mogłaby zostać uznana za naukową fantazję. Dziś jest rzeczywistością opisaną w recenzowanej publikacji naukowej.
W 2025 roku na łamach czasopisma Environmental DNA ukazała się praca Daniela E. Sancheza i współpracowników zatytułowana Out in the Open: Investigating Passive Airborne eDNA Detection of Bats at Artificial Feeding Stations (Sanchez i wsp., 2025). Autorzy postanowili odpowiedzieć na pytanie, które jeszcze niedawno wydawało się niemal niemożliwe: czy obecność nietoperzy można wykryć wyłącznie dzięki analizie DNA unoszącego się w powietrzu?
Podstawą tej metody jest środowiskowe DNA, określane skrótem eDNA (environmental DNA). Każdy organizm pozostawia w swoim otoczeniu mikroskopijne ślady – złuszczone komórki naskórka, fragmenty włosów, drobiny śliny czy wydzielin. Wszystkie zawierają materiał genetyczny. Początkowo eDNA zrewolucjonizowało badania środowisk wodnych, umożliwiając wykrywanie organizmów na podstawie próbek wody. Dopiero w ostatnich latach naukowcy zaczęli sprawdzać, czy podobne ślady biologiczne można skutecznie pozyskiwać również z powietrza. Jednym z pierwszych przełomowych badań była praca Clare i współpracowników (2021), która wykazała, że zwierzęce DNA rzeczywiście można wychwytywać z próbek powietrza.
Na tym jednak rozwój metod się nie zatrzymał. Zespół Sancheza postanowił sprawdzić, czy pasywne pobieranie próbek powietrza może znaleźć zastosowanie właśnie w badaniach nietoperzy. Badacze umieścili niewielkie kolektory w pobliżu sztucznych stanowisk żerowania. Urządzenia nie zasysały aktywnie powietrza ani nie przywabiały zwierząt. Po prostu przez określony czas wychwytywały unoszące się w otoczeniu drobiny.
Po zakończeniu ekspozycji materiał trafił do laboratorium. Tam zastosowano dwie nowoczesne metody biologii molekularnej. Pierwszą było metabarkodowanie DNA, pozwalające jednocześnie identyfikować wiele gatunków obecnych w próbce. Drugą – ilościową reakcję łańcuchową polimerazy (qPCR), ukierunkowaną na wykrywanie konkretnego gatunku – Perimyotis subflavus (Sanchez i wsp., 2025).
Wyniki okazały się bardzo obiecujące. Metabarkodowanie pozwoliło wykryć obecność dwóch gatunków nietoperzy, natomiast analiza qPCR potwierdziła obecność Perimyotis subflavus. Autorzy nie ogłosili jednak rewolucji. Wręcz przeciwnie – podkreślili, że ich badanie ma charakter proof of concept, czyli stanowi dowód, że proponowana metoda może działać. To niezwykle ważne rozróżnienie. Badanie nie dowodzi jeszcze, że pasywne pobieranie eDNA z powietrza jest gotowym narzędziem do rutynowego monitoringu populacji, ale pokazuje, że kierunek dalszych badań jest bardzo obiecujący.
To właśnie naukowa ostrożność autorów budzi największe zaufanie. Ilość DNA obecnego w powietrzu zależy od wielu czynników – aktywności zwierząt, temperatury, wilgotności, ruchu mas powietrza czy czasu ekspozycji próbnika. Nadal nie wiadomo również, jak daleko mogą przemieszczać się cząsteczki DNA, zanim zostaną wychwycone przez kolektor. Oznacza to, że interpretacja wyników wymaga dużej ostrożności i kolejnych eksperymentów.
Mimo tych ograniczeń trudno nie odnieść wrażenia, że jesteśmy świadkami narodzin nowej epoki w badaniach nietoperzy. Jeszcze dwie dekady temu największym przełomem było rozpowszechnienie detektorów ultradźwięków umożliwiających automatyczną rejestrację echolokacji. Dzisiaj coraz większą rolę odgrywa biologia molekularna. Badacze uczą się odczytywać informacje zapisane nie w dźwiękach, lecz w mikroskopijnych fragmentach DNA pozostawionych przez zwierzęta w środowisku.
Potwierdzają to również inne badania. Lynggaard i współpracownicy (2024) wykazali, że analiza powietrznego eDNA pozwala wykrywać wiele gatunków kręgowców żyjących w środowisku naturalnym. Oznacza to, że metoda ma potencjał znacznie wykraczający poza badania nietoperzy i może w przyszłości stać się ważnym narzędziem monitoringu różnorodności biologicznej.
Dla chiropterologów jest to szczególnie dobra wiadomość. Nietoperze należą do najtrudniejszych do monitorowania grup ssaków. Są aktywne nocą, wiele gatunków ukrywa się w szczelinach budynków, dziuplach czy jaskiniach, a wszystkie gatunki występujące w Polsce objęte są ochroną. Każda metoda pozwalająca ograniczyć chwytanie zwierząt i zmniejszyć ingerencję w ich życie ma ogromną wartość zarówno naukową, jak i przyrodniczą.
Czy za kilka lat badacz będzie mógł wejść do lasu jedynie z niewielkim próbnikiem powietrza, a następnego dnia otrzyma pełną listę gatunków zamieszkujących okolicę? Na takie wnioski jest jeszcze zdecydowanie za wcześnie. Jednak publikacja Sancheza i współpracowników pokazuje, że taki scenariusz przestaje być wyłącznie marzeniem biologów. Powietrze, które jeszcze niedawno wydawało się pustą przestrzenią, okazuje się nośnikiem ogromnej ilości informacji biologicznej. Trzeba jedynie nauczyć się ją odczytywać.
Być może właśnie tak będzie wyglądała przyszłość badań nietoperzy – mniej chwytania, mniej płoszenia, więcej biologii molekularnej i coraz dokładniejsze odczytywanie niewidzialnych śladów pozostawianych przez zwierzęta. A wszystko zaczyna się od kilku cząsteczek DNA unoszących się w powietrzu.
Fot. Maurycy Ignaczak
Literatura
Clare E.L., Economou C.K., Faulkes C.G., Gilbert J.D., Bennett F., Drinkwater R., Littlefair J.E. (2021). eDNAir: Proof of concept that animal DNA can be collected from air sampling. PeerJ, 9:e11030. https://doi.org/10.7717/peerj.11030
Lynggaard C., Frøslev T.G., Johnson M.S., Olsen M.T., Bohmann K. (2024). Airborne environmental DNA captures terrestrial vertebrate diversity in nature. Molecular Ecology Resources, 24, e13840. https://doi.org/10.1111/1755-0998.13840
Sanchez D.E., Walker F.M., Marriott S.J., Riley A.L., Stankavich S., Adams A.M., Solick D., Bradley D., Newman C. (2025). Out in the Open: Investigating Passive Airborne eDNA Detection of Bats at Artificial Feeding Stations. Environmental DNA, 7(3), e70108. https://doi.org/10.1002/edn3.70108
