11.2: Trailblazer

Hoja Trailblazer: Paul D.

Kielelezo\(11.4\) Paul D. N. Hebert, 2015 (mikopo: “Paul Hebert- Kufunua Biodiversity ya sayari kupitia Barcodes DNA” na Åge Hojem, NTNU Vitenskapsmuseet/NTNU University Museume/Wikimedia Commons, CC BY 2.0)

Malengo ya kujifunza

Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

• Soma kwa ajili ya uchunguzi, kujifunza, na kufikiri muhimu.
• Kutambua mikakati ya hoja na kuelezea kazi zao.

Hoja Mikakati katika Sayansi

Alizaliwa huko Kingston, Ontario, Kanada, Paul Hebert (b. 1947) alipata shahada yake ya sayansi kutoka Chuo Kikuu cha Queen's, chuo kikuu cha utafiti wa umma katika mji wake. Halafu alifuata masomo ya kuhitimu katika Chuo Kikuu cha Cambridge (Uingereza), ambapo alipata PhD yake katika jenetiki (tawi la biolojia linalohusika na urithi na tofauti za sifa zilizorithiwa). Alitumia miaka mitatu katika Chuo Kikuu cha Sydney nchini Australia halafu mwaka mwingine huko London kwenye Makumbusho ya Historia ya asili. Kurudi Canada, alianza utafiti katika Chuo Kikuu cha Windsor, ikifuatiwa na ukurugenzi katika Taasisi ya Maziwa Makuu huko Windsor. Mwaka 1990, alijiunga na Kitivo cha Chuo Kikuu cha Ontario cha Guelph, ambapo akawa mkurugenzi wa Kituo cha Biodiversity Genomics (tawi la bioteknolojia linalojitahidi kutumia dhana za jenetiki na biolojia ya Masi kwa ramani ya maumbile na mpangilio wa DNA), na ana Mwenyekiti wa Utafiti wa Kanada katika Masi viumbe hai (utafiti wa aina mbalimbali za maisha zilizopatikana duniani au mahali fulani duniani).

Kushangaza, Dk. Hebert, mwanasayansi maalumu wa maumbile, anatumia mikakati ya hoja kuandaa utafiti wake. Mwaka 2019, timu aliyoongoza ilizindua juhudi za dola milioni nyingi kutambua aina mpya za viumbe zaidi ya milioni mbili. Kwa sababu dunia inapoteza aina kwa kasi zaidi kuliko aina zinazogunduliwa, mpango wake unakuja kwa wakati unaofaa na unaongeza thamani ya kazi yake. Wataalamu katika uwanja wa viumbe hai wanakadiria kwamba Dunia ni nyumbani kwa milioni 8.7 hadi milioni 20 aina tofauti za mimea, wanyama, na fungi. Hadi sasa, hata hivyo, milioni 1.8 tu kati yao wameelezwa rasmi.

Mwaka 2003, Dk. Hebert kwanza alipendekeza dhana ya kutumia DNA (abbreviation kwa asidi deoxyribonucleic, ambayo codes habari za maumbile kwa ajili ya maambukizi ya sifa kurithi kutoka sampuli) kuunda kile kinachoitwa DNA barcoding (https://openstax.org/r/barcode). Mkakati huu ni njia ya kutambua na kuainisha spishi kwa kutumia sehemu maalum ya kanuni za maumbile. Katika karatasi yake ya msingi, alipendekeza barcoding ya DNA kama suluhisho la kutofautisha spishi kwa kutumia kipande kidogo kimoja cha DNA kwa kila kiumbe. Ufanana leo ni njia ambayo scanners katika mboga na maduka mengine hutumia barcodes za UPC kwenye vitu ili kuamua bei.

Wazo nyuma ya kufikiri barcode ni kwamba inajenga mlolongo wa kipekee ambayo inaweza kutumika kwa njia elfu kumi. Mbili kati ya njia hizi ni pamoja na kutambua kiumbe kama sehemu ya spishi kubwa na kutambua spishi isiyojulikana hapo awali. Hebert alipendekeza kwamba spishi za wanyama zinaweza kutofautishwa kwa kupangilia chini ya besi 1,000 za mitochondrial (kushughulika na muundo wa subcellular unaopatikana katika viumbe wengi) DNA kutoka kwa specimen iliyotolewa.

Dk. Hebert alikuwa mkurugenzi mwanzilishi wa Taasisi ya Biodiversity ya Malengo yake ni

• kuendeleza ujuzi wa nini hufanya viumbe hai;
• kulinda viumbe hai; na
• kusaidia kuongeza ushirikiano wa kimataifa wa watafiti wa viumbe hai.

Mbali na kazi yake na Taasisi ya Biodiversity of Ontario, Dk. Hebert anaongoza Barcode ya Kimataifa ya Maisha, ambayo ilianza mwaka 2008 kama maktaba ya kumbukumbu ya spishi inayojulikana na Utaratibu wao wa kutambua. Barcodes zimesaidia kutambua viumbe na kurekodi jinsi wanavyoingiliana na spishi nyingine.

Programu moja ya utafiti wa Barcode ya Kimataifa ya Maisha ni BIOSCAN (https://openstax.org/r/bioscan). Maeneo ya utafiti wa BIOSCAN ni mara tatu. Ya kwanza ni kuharakisha ugunduzi wa spishi. BIOSCAN itatumia njia mpya za kuongeza utambulisho wa mamilioni ya aina bado haijagunduliwa kwa kuchambua mamia ya mamilioni ya vielelezo kutoka maji safi, maji ya chumvi, na vyanzo vya ardhi. Eneo la pili ni mwingiliano wa aina, ambayo itachunguza mazingira magumu ya aina, mada ambayo, kwa sehemu kubwa, inabakia katika siri. Eneo la tatu ni mienendo ya spishi, ambayo itasoma maeneo mengi ya dunia kama yanavyoelezwa na mazingira yao ya mazingira. Watafiti watatumia data hiyo kukusanya pointi za mwanzo za kulinganisha kuhusu viumbe hai.

Katika jitihada zake zinazoendelea, BIOSCAN inatarajia zaidi ya mara mbili maktaba ya kumbukumbu, kwa kutumia sampuli na mwingiliano wa aina katika maeneo 2,500 duniani kote, nod kwa athari ya kimataifa ya teknolojia ya DNA. Karibu rekodi zote mpya za barcode zitatoka kwa aina zisizojulikana. Lengo la msingi litakuwa ugunduzi wa aina. Mlolongo wa barcode ya sampuli itachukuliwa. Kama hailingani na aina zilizopo, watafiti kuchunguza specimen kwa karibu zaidi, matumaini ya kupata aina mpya. Katika siku za nyuma, mchakato huu ingekuwa umechukua miaka kabla ya specimen ilikuwa, kwa kweli, imethibitishwa kama aina mpya.

Dk. Hebert anatarajia kwamba ifikapo 2030, wanafunzi wanaweza kuchukua barcoders handheld katika pori na kuzitumia kutambua mimea na wanyama instantly.

Majadiliano Maswali

1. Je, kulinganisha kati ya barcoding ya DNA na barcodes za UPC zinazotumiwa katika maduka ya vyakula hukusaidia kuelewa dhana ya barcoding ya DNA? Kwa nini au kwa nini?
2. Je, matumizi ya BIOSCAN ya mwingiliano kutoka kwenye maeneo zaidi ya 2,500 duniani kote yanaweza kusaidia programu kutambua malengo yake?
3. Je, Dr. Hebert anatumia mkakati wa kusababisha-na-athari katika mpango uliozinduliwa na timu aliyoongoza? Ni sababu gani ya mpango huo, na matokeo yake ni nini?
4. Je, Dr. Hebert anatumia mkakati wa hoja ya tatizo na ufumbuzi katika pendekezo lake kuhusu barcoding ya DNA? Ni tatizo gani ambalo Dr. Hebert anashughulikia, na ufumbuzi wake ni nini?
5. Je, mkakati wa hoja wa uainishaji na mgawanyiko ungekuwa na manufaa kwa mtafiti kama Dk Hebert? Kusaidia majibu yako na mifano kutoka maandishi.
6. Kwa njia gani watafiti wanaweza kutumia mkakati wa kulinganisha-na kulinganisha ili kugundua aina mpya?