Nästan alla vilt varierande, färgglada fiskar som fyller korallrev börjar livet som små, färglös, grodyngelliknande larver. Att säga det ena från det andra är nästan omöjligt - även för experter - och detta är en svår utmaning för dem som studerar ekologin i reven. Prof. Rotem Sorek från Weizmann Institute of Science; Prof. Roi Holzman från School of Zoology och Steinhardt Museum of Natural History, Tel Aviv University; och Dr Moshe Kiflawi från Ben Gurion University har nu tagit fram ett sätt att förstå exakt vilka arter av larver som finns i vattnet runt rev. Deras studie, som involverade genetisk "streckkodning" av nästan alla fiskarter i viken mellan Eilat och Aqaba, inte bara visade vilka larver som fanns i viken, men hur många av varje simmade runt, vid vilken tid på året och på vilka djup. Denna studie publicerades nyligen i tidskriften Naturekologi och evolution .

"Att förstå larvernas typer och fördelning är viktigt av ett antal skäl, " säger Holzman. Han och Kiflawi är bosatta forskare vid Interuniversity Institute for Marine Sciences (IUI) i Eilat. För en, det är bara larverna som sprids, tvättas av strömmar och flöden, medan vuxna revfiskar tenderar att hålla sig nära sitt hemrev. Till de marina ekologer som skulle övervaka larverna, de är en integrerad del av ekosystemet – såväl som dess framtid. Och eftersom antalet larver kan avslöja något om de potentiella populationerna av vuxna fiskar, Att övervaka dem kan också vara användbart för fiskeförvaltningen.

Forskarna använde IUI:s forskningsfartyg, som är utrustad med sofistikerade redskap som kan prova larver från fastställda djup. De provade larver två gånger i månaden under ett helt år på olika platser och djup nära de två kusterna i den smala viken såväl som i dess djupa mitt. "Vi hade över 10, 000 provtagna larver, säger Kiflawi, "men nuvarande tekniker innebär att inspektera larver under ett mikroskop och räkna deras ryggar - vilket kan peka på den taxonomiska familjen, men inte arten, och tar också mycket tid. Lyckligtvis, vi hade diskuterat detta med Sorek som sedan besökte IUI. "

Soreks labb på Weizmann-institutets avdelning för molekylär genetik sysslar normalt med olika genom - bakteriers. "Jag trodde att teknikerna från genomforskningen vi använder i mitt labb kunde bestämma identiteten på larver genom att sekvensera en "streckkod" från deras genom, " säger han. Forskarstudenten Naama Kimmerling från Kiflawis labb, Personalforskaren Tamara Gurevitch från Holzmans labb, forskarstudenten Omer Zuqert och personalforskarna Dr Gil Amitai och Sarah Melamed från Soreks labb, tillsammans med sina forskargrupper och kollegor, anpassade dessa tekniker för att identifiera fisklarver.

"Men innan vi kunde tillämpa metoden, säger Sorek, "vi var tvungna att skapa en databas med" streckkoder "för alla revfiskar i viken. Det var en prestation i sig. För det, teammedlemmarna började dyka i viken för att klippa fenorna på vuxna fiskar för DNA-analys. I sista hand, vi lyckades skapa en databas med streckkoder för cirka 80 % av de viktigaste fiskarterna (420 av cirka 540) som är kända för att frekventera revet." Genetisk streckkodning är en teknik som bygger på att jämföra DNA från en specifik gen vars sekvens varierar från art till art. Denna praktiska, mycket exakt "märkningsteknik" har många användningsområden inom den biologiska forskningsvärlden; det var ett obestridligt sätt att matcha larverna till deras vuxna former.

Sekvenseringen av larvgenomen utfördes i de avancerade anläggningarna vid Stephen and Nancy Grand Israel National Center for Personalized Medicine på Weizmann campus. Tills nu, att använda streckkodning för att analysera stora prover har varit opraktisk. Men i denna studie, allt DNA i varje prov sekvenserades tillsammans med hjälp av en 'metagenomics' -teknik, om provet innehöll en individ eller 500 larver. "Vi uppfann ett" trick "som matchar bilder av larverna till deras DNA -sekvens, säger Sorek, "och detta gjorde att vi kunde berätta exakt hur många enskilda larver av varje art som fanns i provet. Men för att få den för varje, vi var tvungna att sekvensera biljoner DNA-baser."

Sammanlagt, teamet sekvenserade genomen av cirka 10, 000 larver i 400 olika prover. I sista hand, de skapade en sorts karta som kunde berätta för dem, art för art, hur många kunde hittas, vid vilken tid på året, vid vilken speciell plats och djup.

"Eftersom vi nu kunde analysera tusentals larver med en mycket finare upplösning än vad som tidigare var möjligt, säger Kiflawi, "vi kunde nu zooma in på ekologiska skillnader mellan arter. Om larverna i en fiskfamilj hade antagits leva i både grunt och djupt vatten, vi kunde nu se att vissa arter i familjen föredrar det grunda vattnet, medan andra föredrar djupare vatten - en skillnad som kan påverka deras överlevnad och spridning. "

Fynden löste också flera mysterier - t.ex. invasionen i Medelhavet av en liten blåsfisk känd som en Spiny blaasop. Den vuxna fisken lever på flera hundra meters djup, men de går förmodligen över genom Suezkanalen, som bara är cirka 25 meter djup. Studien visar att larverna kan vistas på grund, och det är nog dessa som har rört sig längs farleden. Provtagningen visade också larver av fisk som finns längre söderut i Röda havet, men inte i viken. Detta fynd väckte nya frågor om varför dessa larver inte når vuxen ålder där.

Sorek:"Även om den inledande processen var lite mödosam, vi har nu ett utmärkt verktyg för att övervaka hälsan hos revekosystemet, och andra revforskare kan följa efter. "