無需捕獲，通過采集水樣即可分析物種信息，這種“無創(chuàng)式”的生態(tài)調(diào)查方法你聽說過嗎？

這種調(diào)查方法依托于環(huán)境DNA（以下簡(jiǎn)稱eDNA）技術(shù)，通過采集水、土壤等環(huán)境介質(zhì)，提取其中的DNA，經(jīng)過測(cè)序?qū)Ρ缺隳軐?shí)現(xiàn)對(duì)生物群落的精準(zhǔn)分析，以對(duì)水生動(dòng)植物最小的損害實(shí)現(xiàn)最大范圍的監(jiān)測(cè)。

▲環(huán)境DNA水樣過濾采集。 唐明哲拍攝

和傳統(tǒng)的采樣不同， eDNA采樣采的是環(huán)境中的DNA。每個(gè)物種的脫氧核糖核酸（DNA）都是獨(dú)一無二的，DNA作為遺傳信息存在于生物的每個(gè)細(xì)胞中，當(dāng)個(gè)體在環(huán)境中生長(zhǎng)活動(dòng)時(shí)，個(gè)體獨(dú)特的DNA會(huì)隨時(shí)掉落到四周，它的存在形式可能是血液、組織、粘液、細(xì)胞、鱗片，也可能是糞便、尿液，甚至可能是生物本身。這些釋放到環(huán)境中的DNA，便形成了環(huán)境DNA。

eDNA技術(shù)通過從環(huán)境介質(zhì)（水、土壤、沉積物等）中提取DNA，用特定引物對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)增測(cè)序、生物分類學(xué)分析等，以監(jiān)測(cè)環(huán)境中是否存在某特定物種，或獲得環(huán)境中物種組成、群落結(jié)構(gòu)、生態(tài)功能等相關(guān)信息。

“比如在水中生活的魚，它們的鱗片脫落后掉進(jìn)水中，我們通過采集水樣，通過DNA提取和測(cè)序，就能測(cè)出水中有哪幾種魚?！?北京華大生命科學(xué)研究院（以下簡(jiǎn)稱華大）助理研究員肖雅倩舉了個(gè)例子。

肖雅倩告訴記者，eDNA技術(shù)具有非接觸、無損傷、干擾小、高靈敏度、人力物力時(shí)間成本低等優(yōu)勢(shì)，能有效克服傳統(tǒng)調(diào)查法耗時(shí)長(zhǎng)、依賴專家經(jīng)驗(yàn)、稀有種調(diào)查難等弊端，在摸清生物多樣性底數(shù)、開展生物多樣性監(jiān)測(cè)上發(fā)揮重大作用。

摸清生物多樣性底數(shù)是開展生物多樣性保護(hù)的基礎(chǔ)工作，隨著我國水生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的不斷推進(jìn)，開發(fā)快速、精準(zhǔn)的水生生物多樣性監(jiān)測(cè)技術(shù)，構(gòu)建水生態(tài)智慧化監(jiān)測(cè)體系，實(shí)現(xiàn)水生生物多樣性波動(dòng)的快速反饋，是科學(xué)制定水生態(tài)環(huán)境保護(hù)及管理策略的重要技術(shù)支撐。

《“十四五”生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)劃》指出，要推動(dòng)三水統(tǒng)籌，增強(qiáng)水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)，鼓勵(lì)各地開展小流域水生態(tài)調(diào)查監(jiān)測(cè)，在太湖、遼河、海河等流域開展環(huán)境DNA監(jiān)測(cè)試點(diǎn)。

此前，華大就曾和北京市生態(tài)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院綠色智慧中心聯(lián)合在永定河開展試點(diǎn)?！拔覀?cè)谟蓝ê舆x取了多個(gè)試點(diǎn)，采用傳統(tǒng)捕撈法與eDNA技術(shù)相結(jié)合的方式，對(duì)永定河流域的魚類多樣性進(jìn)行監(jiān)測(cè)?！?北京華大生命科學(xué)研究院院長(zhǎng)鄧子卿介紹，他們?cè)谟蓝ê恿饔蚬搏@得魚類26種，傳統(tǒng)捕撈法獲得魚類17種，eDNA監(jiān)測(cè)獲得魚類20種，兩種技術(shù)共同監(jiān)測(cè)到魚類物種11種，魚類物種重合度較高，充分證明eDNA技術(shù)可用于輔助開展大尺度的生物多樣性調(diào)查。

目前，環(huán)境DNA技術(shù)在水生態(tài)保護(hù)領(lǐng)域主要應(yīng)用在特定物種監(jiān)測(cè)檢出、生物多樣性調(diào)查評(píng)估、水體生態(tài)系統(tǒng)健康狀況評(píng)估等領(lǐng)域，能夠快速、便捷跟蹤評(píng)價(jià)水生態(tài)保護(hù)與治理成效。

但eDNA也存在一定的局限性，如技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化程度不足、生物信息數(shù)據(jù)庫不完整等影響檢測(cè)結(jié)果有效性的問題。

“未來，我們將聯(lián)合北京市生態(tài)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院綠色智慧中心進(jìn)一步開展珍稀瀕危種監(jiān)測(cè)和外來入侵種監(jiān)測(cè)等特定物種監(jiān)測(cè)方面采樣及監(jiān)測(cè)方法的標(biāo)準(zhǔn)化研究，繼續(xù)開展基于eDNA技術(shù)的典型水域生物多樣性監(jiān)測(cè)，研發(fā)便攜式水體eDNA一體化采樣分析設(shè)備，為流域水生生物多樣性調(diào)查與智慧化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供技術(shù)支撐。”鄧子卿表示。

責(zé)編：肖靜

一審：肖靜

二審：張馬良

三審：熊佳斌

來源：中國環(huán)境