革新海洋生态学的eDNA技术计数鱼类和其他动物时只要收集一小份水体样本就可以 _DNA

有了新的eDNA采样技术，科学家要快速研究海洋生物比以前容易多了。NATURAL HISTORY COLLECTION/ALAMY STOCK PHOTO
（）据美国国家地理（撰文：STEPHEN LEAHY 编译：蔡雅铃）：有了eDNA（environmental DNA，环境DNA），科学家在计数鱼类和其他动物时，只要收集一小份水体样本就行了。
从任一条河、湖或海里取一杯水来，eDNA指纹分析就能知道最近有哪些鱼曾经到此一游。以前在实验室通常要花一个月以上的时间才能知道的结果，现在利用新工具只要三天内就可以确认出特定物种。这种技术可能大大改变科学界目前的局面。
「如果你星期二早上从纽约港取得了海水样本，在星期四结束前你就能知道美洲拟鲽是否回来了。」纽约市洛克斐勒大学人类环境计画（Program for the Human Environment）的主持人杰希．奥苏贝尔（Jesse Ausubel）说。如果美洲拟鲽在的话，纽约港就会禁止疏浚。
这个称为「eDNA钓鱼趣」（Go Fish eDNA）的工具不仅反应快，每份样本鉴识单一物种只要15美元，每增加一种就多加8美元。再过个几年，也许清晨从海滩采来的水样，到差不多早上10点就能让救生员知道，这片海域有没有虎鲨或大白鲨出没。奥苏贝尔说：「它会成为一种DNA试剂。」
洛克斐勒大学在11月29日至30日主办了第一届全国海洋环境DNA会议，科学家在会议里探讨如何使用和改进这种技术。
「即使在距离海岸超过1600公里的地方，在海上使用奈米孔eDNA定序技术，就能让我们在48小时内鉴定出大白鲨曾经出现在船底的水层里。」
这个「eDNA钓鱼趣」工具是由洛克斐勒大学资深副研究员马克．斯多可（Mark Stoeckle）开发，他以儿童游戏「钓鱼趣」（Go Fish）为它命名，在这个游戏里，一号玩家会问其他玩家手里是否握有某种牌，例如：「你有任何骑士牌吗？」
这种不需实际抓到动物，就可以辨认出动物基因足迹的能力，是「具有环境和经济重大意涵的突破。」斯多可说。
追踪鱼的基因足迹
人类每小时大约会损失3万到4万个皮肤细胞，从你家餐桌、层架和房间角落收集到的灰尘，大部分是这些死亡的人类皮肤细胞。鱼类和其他海洋生物的皮肤及其他细胞也会脱落，这些细胞最终会下沉和降解，不过研究显示这些基因足迹在水层里平均会留存24小时。
从水层里采集的水样会先通过极细的过滤器，再从过滤出的「黏糊糊东西」1里提取DNA，奥苏贝尔解释说。DNA（去氧核糖核酸）从心脏到皮肤、血液到骨骼等每个细胞都能找到，其中包含了决定外观特征的资讯，像是鳍、毛发或皮肤。
每一个样本提取出来的DNA物质，可能包含数千万个DNA片段，幸运的是每个物种拥有独一无二的遗传标记（特定的DNA组合），就好像透过区码02的电话号码，就可以知道这个人住在台北市一样。这些遗传标记会先分离出来，然后与类似电话簿的DNA资料库进行比对，从而辨识出样本里找到的物种是什么。
这是个非常可靠的鉴定工具，而且还提供特定物种丰度的线索，奥苏贝尔说。它也能将大海中的生物多样性揭露出来。研究人员要了解海中有哪些生物时，用传统的网捞法或许可以捕获20种不同的物种，而在相同的水体里eDNA可能找得到100种，他说。
「在2010年完成的海洋生物普查（Census of Marine Life）计画，耗时11年，总花费65亿美元。但如果当初有eDNA这个工具的话，我们就能用更少的钱把事情做得更好，而且快上许多。」奥苏贝尔正是其中一位领导普查计画的人，他说：「eDNA技术改变了海洋科学的一切，现在你只要收集几杯水就够了。」
操作简单，小孩都会
而那正是纽约高中生在2017年的春天和夏天里每周都在做的事。就在康尼岛（Coney Island）的钓鱼码头，他们发现了34种海洋生物洄游至此，其中还包括鲨鱼和魟鱼。
此外，波因顿中学（Boynton Middle School）的学生与康乃尔大学合作，采集水体样本并运用eDNA，以找出他们所处的纽约上州地区有哪些入侵鱼种。
在威斯康辛州，研究人员从苏必略湖定期往返的船只压舱水里，记录到五种入侵的海洋浮游动物，里面还包括源自黑海地区的血红虾（Hemimysis anomala）留下的eDNA 。
「eDNA开启了能以便宜、频繁、广泛和可能自动化的方法来监测水中生物的多样性、分布区域以及丰沛程度的新境界，」退休的海军中将保罗．高夫尼（Paul Gaffney）说，他同时也是蒙茅斯大学（Monmouth University）前任校长及城市海岸学会（Urban Coast Institute）海洋政策的会员。「政府机构一定要知道这点。」

革新海洋生态学的eDNA技术 计数鱼类和其他动物时只要收集一小份水体样本就可以

革新海洋生态学的eDNA技术计数鱼类和其他动物时只要收集一小份水体样本就可以