Koliko medvedov imamo v Sloveniji? Raziskava, ki smo jo opravili v okviru mednarodnega projekta Life Dinalp Bear, je pokazala, da jih je bilo v času vzorčenja med 533-598. Kako smo prišli do teh številk?
VZORČENJE MEDVEDOV
Kljub temu, da je vzorčenje potekalo v zadnjih štirih mesecih leta 2015, smo začeli s pripravami že veliko prej, medtem, ko je sama obdelava vzorcev in podatkov trajala dobro leto in pol.
Če preskočimo nastanek vesolja, pojav dinozavrov in poledenitve, pa se je vse začelo že davnega leta 2004, ko so moji sodelavci izvedli pilotsko študijo ocene števila medvedov na Kočevskem in Notranjskem. V tej študiji so vpeljali metode, ki jih deloma uporabljamo še danes, nekaj pa smo jih nadomestili z novejšimi. Zares pa je šlo leta 2007, ko so isti sodelavci organizirali ocenjevanje številčnosti medvedov za območje Slovenije, kjer so medvedi stalno prisotni. Ocenili so, da je pri nas takrat živelo nekje med 394-475 medvedov.
Pri delu zbiranja vzorcev so bili vedno v znatno pomoč tudi lovci, gozdarji in drugi prostovoljci.
Preskočimo še slabo desetletje in znajdemo se sredi vzorčenja, ki tokrat poteka v kar dveh državah. V okviru mednarodnega projekta LIFE DINALP BEAR namreč ocenjujemo številčnost medvedov v Sloveniji in na Hrvaškem. Območje vzorčenja obsega dinarsko gorstvo v obeh državah, v Sloveniji pa so dodani še Polhograjci in Alpe.
SLIKA: Z zeleno je označeno projektno območje. Rdeče pike predstavljajo nabrane vzorce iztrebkov. Največ vzorcev je bilo nabranih na območju Dinaridov. Avtocesta Ljubljana-Koper ima verjetno znaten vpliv na prehod medvedov v (pred)alpski prostor. Boljši pregled je na voljo na interaktivni karti na http://medvedi.mbase.org/. Več na tej povezavi. Vir podatkov: LIFE DINALP BEAR.
Vzorčenje je potekalo v zadnjih štirih mesecih leta 2015 tako v Sloveniji kot na Hrvaškem.
Več tisoč prostovoljcev (pretežno lovci in gozdarji, pa tudi drugi) nam je po pošti v posebnih posodicah pošiljalo vzorce medvedjih iztrebkov.
Prejeli smo okoli 4500 takšnih vzorcev, nekaj pa tudi dlak in tkiva mrtvih medvedov. Naši zamrzovalniki so proti koncu vzorčenja res že pokali po šivih.
KDO JE KDO
Iz nabranih vzorcev smo z ekstrakcijo DNK poskusili izluščiti genotip osebka (delo v laboratoriju). Genotip si lahko predstavljamo kot nekakšen prstni odtis. Je zelo unikaten in malo je verjetno, da bi imela dva medveda identičnega, zaradi česar je zelo uporaben za namen ocene številčnosti populacije.
Ekstrakcija DNK pa pomeni, da iz koščka iztrebka (lahko tudi drug biološki material, kot so dlaka, perje, urin, klopi …) izluščimo DNK. Ker je v hrani medveda veliko različne DNK, predvsem iz hrane, upamo, da pri tem dobimo kar se da veliko DNK medveda. Podobne postopke pridobivanja DNK uporabljajo tudi v kliničnih preiskavah in v forenzičnih laboratorijih.
SLIKA: Shematski prikaz izvedbe take študije.
Z zamahom kurzorja smo ravnokar analizirali 4500 vzorcev, dejansko pa so zadeve vendarle potekale z nekoliko drugačno hitrostjo. V ozir vzemimo, da lahko ekstrakcije DNK vešč delavec “na roke” obdela na dan 48 vzorcev. To je dobrih 90 delovnih dni čistega dela.
Kolegice, ki to delajo v našem laboratoriju, mi zagotavljajo, da se povprečnemu laborantu lahko zmeša že daleč pred koncem, saj gre za izredno monotono delo.
Poleg zamudnega dela se kaj hitro rado zgodi, da se človek zmoti. Že zaradi same mase podatkov je napako težko izslediti in popraviti.
Zato ni čudno, da smo se odločili za nadgradnjo in kupili čisto zaresnega robota in ga poimenovali Marvin (moja predloga imen SkyNet in HAL9000 sta bila preglasovana). Robot za nas pipetira, greje, trese in premika laboratorijsko plastiko. Kljub temu, da se ga lahko sprogramira, da predvaja glasbo, glasbenih želja žal ne sprejema (še).
S pomočjo robota lahko na dan obdelamo okoli 90 vzorcev, kar v primerjavi z ročnim delom približno razpolovi čas, potreben za obdelavo vseh vzorcev. Možnost, da bi robot narobe zmešal kemikalije ali vzorce, je zanemarljivo majhna, predvsem pa dela predvidljivo in so morebitne napake lahko izsledljive še dolgo po tem, ko je robot opravil svoje delo.
S tem orodjem smo kapaciteto laboratorija povišali za več razredov. Sedaj se lahko lotevamo tudi večjih projektov (npr. ocenjevanje številčnosti jelenjadi), ki so bili pred nekaj leti še na nivoju znanstvene fantastike.
Uspešnost ekstrakcije DNK za medvedje iztrebke je približno 80-odstotna, zato lahko pričakujemo, da bo uporabnih približno 3600 vzorcev. Na uspešnost vpliva več dejavnikov, opažamo pa, da je starost iztrebka zelo pomembna. Zato tudi spodbujamo nabiralce, da pobirajo kar se da sveže iztrebke. Če je bralec/bralka radovedna, naj povem, da v analizo sprejmemo tudi vzorce, iz katerih se je v času nabiranja še kadilo.
SLIKA: Medvedji iztrebek (foto: Nataša Briški).
Ko je DNK izluščen, različne dele genoma pomnožimo s pomočjo verižne reakcije polimeraze (za to iznajdbo je leta 1993 padla Nobelova nagrada). Po pomnožitvi je v vzorcu relativno veliko DNK in jo lahko zaznamo v procesu sekvenciranja. Do sedaj se je to delalo na način, da se je odčitavalo dolžino koščkov DNK. Klasično bi prebrali, da je košček DNK dolg 16, z novimi metodami (NGS – next generation sequencing) pa lahko koščke DNK beremo na nivoju zaporedja. Tako sedaj vemo, da ima prej omenjeni košček dolžine 16 dejansko zapis npr. “actcactcactcactc“. To nam da boljši in zanesljivejši vpogled v genotip (“prstni odtis”) živali.
Zaradi posebnih zahtev in ker so naprave drage, smo sekvenciranje prepustili Švicarjem (če v laboratorijih dejansko delajo Švicarji avtorju tega članka v času pisanja ni bilo znano). Vzorce smo v Ženevski kanton pošiljali po hitri pošti in v nekaj tednih smo prejeli elektronsko sporočilo, da so podatki naréd.
Francoski kolegi, ki so nas učili računalniške obdelave podatkov, so omenili, da bo podatkov kar nekaj. Podatkov je bilo ogromno, za približno 400 CD-jev ali 182.000 1.44″ disket (Se jih še kdo spomni? Tisti “Shrani” gumbek v programih?). Čakalo nas je še veliko programiranja, saj celostnih orodij za analizo tovrstnih podatkov še ni. Kljub temu, da je ta del analize (“destilacija”) potekal le nekaj dni, pa je bilo priprav strojne in programske opreme ter poskusnih analiz za več mesecev dela.
Ker imamo lahko od ene živali več vzorcev, jih moramo povezati skupaj. To fazo analize destiliranih podatkov lahko izvedejo le bolj izkušeni genetiki in zahteva veliko klikanja, ocenjevanja kakovosti podatkov in povezovanja najrazličnejših virov informacij. Po nekaj tednih buljenja v ekran so bili podatki pripravljeni za oceno številčnosti.
Medtem ko lahko nekatere živali v oborah (obora je, če citiram Martina s Koroške: “ograja da nt držiš divjad”) ali ribnikih preštejemo, pa prostoživečih živali praviloma ne moremo. Vemo, katere živali smo zaznali, delež nezaznavnih pa je tisto, kar ocenimo s pomočjo modelov (statistike).
METODE ZA OCENJEVANJE ŠTEVILČNOSTI
Že približno sto let znanstveniki razvijajo metode, s katerimi skušamo oceniti, koliko živali približno lahko pričakujemo v populaciji. Kako približno, pa je odvisno od tega, kako dobro smo izvedli vzorčenje. Če smo delo opravili dobro in je zgrešenih živali malo, bo negotovost ocene številčnosti relativno majhna. V nasprotnem primeru bo negotovost velika in znanstveniki bodo mencali in bodo tudi sila previdni pri svojih izjavah. Vzorčenje je včasih zaradi narave živali zelo zahtevno in smo sprijaznjeni, da bo ocena bolj ohlapna.
V slabih desetih letih smo dobili za Slovenijo dve oceni številčnosti medvedov (leta 2007 med 394-475, leta 2015 pa med 533-598).
V tem projektu smo vzpostavili metodologijo za izvedbo monitoringa. Pri pridobivanju vzorcev se je izkazalo, da neobhodno potrebujemo mrežo prostovoljcev, ki zagotovijo dobro pokritost vzorčenja na terenu.
Z nadgradnjo opreme je v laboratoriju na Oddelku za biologijo mogoče zanesljivo sprocesirati na tisoče vzorcev v relativno kratkem času. Podatki, ki jih pridobimo na nov način obdelave pa so za varstvo medvedov, in drugih velikih zveri, praktično neprecenljivi.
Pomembno je, da se zavedamo, da ocena številčnosti ni točna, je pa najboljše, kar imamo.
Interval ocene sam po sebi ni napačen. Iz previdnosti se za potrebe upravljanja jemlje spodnjo mejo intervala. S tem zmanjšamo možnost, da bi populacijo zaradi morebitnega dramatičnega posega pogubili. Pri upravljanju je številčnost pomemben podatek, ni pa edini, ki bi moral usmerjati upravljavske cilje. Kot primer lahko dam spolno in starostno strukturo, ki sta lahko zelo pomembna dejavnika, ki vplivata na sposobnost populacije, da bo uspešno kljubovala času.
Vključitev Hrvaške v vzorčenje pa pomeni za obe državi korak naprej v upravljanju, saj bomo lahko ocenili, kakšen delež medvedov prehaja južno mejo in tako “moti” oceno številčnosti, če bi bila študija izvedena samo na eni strani (kot npr. v Sloveniji leta 2007). Sčasoma bomo s pomočjo podobnih raziskav videli, ali žica na meji s Hrvaško moti prehod živali. Najverjetneje se bo pokazal učinek neprehodnosti slovenskih avtocest za medvede, vpliv krmišč na medvede in še kaj.