海洋充满了漂移的DNA。 研究人员说,美国需要收集它

西雅图华盛顿大学的研究员RámonGallego在华盛顿胡德运河收集了一份用于环境DNA分析的水样。

瑞安凯利
海洋充满了漂移的DNA。 研究人员说,美国需要收集它

2018年11月在纽约洛克菲勒大学举行的海洋环境DNA(eDNA)会议的组织者说,监测渔业,濒危物种和环境影响的美国政府机构应该利用每一滴海水中存在的DNA。他们在上周发布 ,基于eDNA的生物调查是可靠的,可以降低成本并节省时间。

该报告呼吁美国国家海洋和大气管理局(NOAA)和其他调查海洋生物的政府机构将该技术添加到其标准的评估技术中。

“我们正在探索所有途径,以获取关于动物在哪里和有多少动物的关键信息,”参加弗吉尼亚州阿灵顿海军研究海洋哺乳动物和生物学计划办公室的会议参与者Michael Weise说。 “我们已经在使用eDNA开发我们的功能,我们将继续推动这一进程。 存在差距和挑战,但我认为它们在短期内是可以克服的。“

当动物穿过它们的环境时,通常以皮肤细胞的形式留下遗传物质。 科学家们可以从土壤或水中收集这些松散的DNA片段并对其进行分析以找出它们的来源。 在海洋中,DNA踪迹在大约24小时后变冷,这意味着任何出现在分析中的物种都不会太远。 对于试图在广阔,不透明的海洋中寻找动物的研究人员和资源管理者来说,这种技术提供了新的机会。

为了对eDNA进行采样,研究人员将海水通过一个非常精细的过滤器。 加州大学圣塔芭芭拉分校的定量生态学家Christopher Jerde解释说,DNA可以从过滤器中取出。 从水样中收集DNA后,研究人员可以分离出一种特有的遗传密码片段,称为遗传标记。 然后可以将这些遗传标记与这些标记的文库进行比较,以找出它们来自何处。

杰德说,这项技术可以补充并最终取代整个生物体,他在eDNA上工作,但没有参与会议报告。 “对海洋进行物理测量需要做大量的工作 - 你需要这么多不同的设置来捕捉不同的物种,”他说。 “[eDNA]的成本节约是巨大的,因为它可以快速,轻松地收集水,你可以在广泛的地理区域进行。”

会议组织者和报告的合着者,洛克菲勒大学的Mark Stoeckle开发了一种名为Go Fish的eDNA工具,可以在3天或更短的时间内识别样品中的物种,单个物种的成本为15美元,每个其他物种的成本为8美元。 使用不同的分析,一升水可以揭示附近所有动物的身份。 测试杂散DNA的水也不会伤害被研究的动物,而许多传统方法会伤害或杀死它们的受试者。

这些技术大约在7年前首次在海洋中进行测试,迄今为止已被研究人员使用,但并未用于政府监测的规模。 例如,2018年Jerde和其他人在海洋科学前沿发表的一项研究中,一勺海水在南加州海岸附近 。 他说,这项技术有朝一日可以部署在鲨鱼探测浮标中。

其他研究人员使用eDNA研究鲸鲨,虎鲸和整个生态系统。 在当地规模上,Stoeckle使用eDNA检测冬季比目鱼在纽约港的到来,标志着法规禁止疏浚的季节开始。

eDNA的有用性取决于科学家用来解释它的基因库的强度,Stoeckle说这个区域仍然在发展,特别是对于无脊椎动物物种。 在人类附近的水域,科学家们也必须警惕污染。 “如果罗非鱼和大西洋鲑鱼DNA出现在纽约东部河[城市],可能是遗传物质来自人类废水,”斯托克勒说。

Stoeckle和报告的合着者,洛克菲勒大学的合作伙伴Jesse Ausubel对NOAA和其他政府组织可以简单地将eDNA技术应用于现有方法表示乐观。

奥苏贝尔说,他和其他会议组织者在2018年底与NOAA和美国海军的高级官员进行了令人鼓舞的对话。 该报告的其他建议包括建立长期eDNA监测站点以跟踪生态系统,并探索eDNA的潜力,为制定商业配额等决策提供信息。

Ausubel确信eDNA的承诺。 “我一直在尝试进行30年的生物多样性研究,这是一场革命。”

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