科学家发现,我们周围的空气中带有可检测到的动物痕迹,这一发现将彻底改变研究人员监测和追踪脆弱或濒危物种种群的方式。
在由不同科学家小组进行的两项新研究中,研究人员发现环境DNA通过在动物居住的地方捕获和过滤空气中样本的真空装置,可以识别生物排出的(eDNA)。
“当我们看到结果时,我们感到很惊讶”说丹麦哥本哈根大学的进化基因组学研究员 Kristine Bohmann。
“在仅仅 40 个样本中,我们检测到了 49 个物种,涵盖哺乳动物、鸟类、两栖动物、爬行动物和鱼类。”
克里斯汀·博曼 (Kristine Bohmann) 在树懒附近采集空气样本。 (克里斯蒂安·本迪克斯)
Bohmann 的团队在哥本哈根动物园的三个不同地点采集了空气样本,不仅检测到了动物园内动物的 eDNA,还检测到了动物园外动物的 eDNA。 甚至动物园中一些动物饲养的肉类(例如鸡肉和牛肉)的基因痕迹。
该技术,如在纸由第一作者克里斯蒂娜·林加德 (Christina Lynggaard) 领导的团队可以开创基于空气的新方法来对动物 eDNA 进行采样,而过去这种方法主要是从水或者土壤。
至于大气捕获是否也可能,研究小组还远未确定。
“我们认为从空气中提取动物 DNA 不会起作用,”博曼说。 “这是高风险、高回报的科学,有可能突破脊椎动物生物监测的界限。显然,天空不是极限。”
碰巧,另一个科学家团队大约在同一时间在英国独立研究同样的事情。
由伦敦玛丽女王大学的分子生态学家伊丽莎白·克莱尔领导的第二个小组在剑桥郡的哈默顿动物园使用连接到真空泵的过滤器采集了空气样本。
伊丽莎白·克莱尔对空气进行采样以收集空气中的 DNA。 (伊丽莎白·克莱尔)
随后的测序最终鉴定出来自 25 个不同物种的 DNA,其中包括一些令人惊讶的混合物。
“我们甚至能够从距离我们测试地点数百米的动物身上收集 eDNA,浓度没有显着下降,甚至可以从密封建筑物外收集 eDNA,”克莱尔说现就读于加拿大约克大学。
“动物在里面,但它们的 DNA 正在逃逸。”
直到后来两项研究工作都完成后,两个团队才意识到他们独立地共同发现了同一件事,科学家们对这种偶然性表示欢迎? 因为每项研究都验证了另一项研究,基本上使用类似的方法复制了研究结果。
这也很重要,因为它支持这样的想法:自然资源保护主义者和研究界的其他人将能够使用这些技术远程监测野生动物种群? 尤其是濒临灭绝的物种,使用传统的观察手段往往很难发现和追踪,更不用说随着时间的推移进行全面的发现和追踪。
“生物多样性下降的危机超出了我们目前监测生态系统变化的能力,”克莱尔的团队在他们的论文中写道。
“如果空中 eDNA 采样能够成功开发,它将对全球陆地生物监测产生重大影响。”
研究人员承认,在我们能够实现和利用捕获空气 eDNA 的全部潜力之前,还需要做更多的工作,但这次共同发现的机会仍然是一个令人鼓舞的进展在一些非常困难的时期,即使真空设置看起来有点滑稽。
“这有点疯狂,”克莱尔告诉美国国家公共广播电台。 “我们实际上是在从天空中吸取 DNA。”