eDNA是environmentDNA的縮寫,即環(huán)境DNA,它是一種通過分析“蛛絲馬跡”而“一葉知秋”的技術(shù)。
其定義是:從環(huán)境樣品(如空氣、土壤、水體、沉積物、古代沉積物或凍土巖心等)中提取DNA,不對任何目標生物進行分離而發(fā)現(xiàn)的所有不同生物的DNA。其原理是:DNA存在于生物的每一個細胞中,而某一種生物的細胞數(shù)以萬億計,很容易散落入環(huán)境,比如植物花粉、動物掉落的皮膚細胞、鱗片、排泄物、尸體碎屑等,這些散落的細胞都帶有DNA信息,只要收集很少的散落細胞樣本,就能通過eDNA比對分析生物物種。其優(yōu)勢是:與耗時費力的傳統(tǒng)生物調(diào)查監(jiān)測手段相比,eDNA技術(shù)具有安全、高效、高靈敏度、低成本、對生物體無損傷等優(yōu)勢。
在我們周邊熟知的環(huán)境里,eDNA已經(jīng)有較明顯的優(yōu)勢,在難以到達的區(qū)域,優(yōu)勢更明顯,比如山頂、海洋。
在珠穆朗瑪峰海拔4500米到5500米處,科學家通過采集水體的eDNA樣本,發(fā)現(xiàn)了187種分類目生物,還發(fā)現(xiàn)了西藏雪雞、家犬、家雞等物種的eDNA。這能對喜馬拉雅地區(qū)未來的生物監(jiān)測提供支持,并評估氣候變暖、冰川融化和人為因素對這一生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。
在南海,自然資源部南海局的科研人員利用eDNA技術(shù)開展珊瑚礁生物多樣性檢測。在廣東深圳大鵬灣,科學家通過收集“曇花一現(xiàn)”的“網(wǎng)紅鯨”出沒海域eDNA樣本,證實了“網(wǎng)紅鯨”為國家一級重點保護野生動物布氏鯨。在深海區(qū)域,eDNA技術(shù)可以檢測出100多個物種,而傳統(tǒng)的深潛捕撈手段,在同一海域只能檢測到約20種不同的物種。
以上是eDNA發(fā)現(xiàn)生物種類的例子,其實eDNA不僅能進行這些定性檢測,還能定量檢測,即估算環(huán)境中有多少個生物個體。在南海,科研人員在敵害生物出沒的珊瑚礁區(qū)域采集海水水樣,嘗試通過計算敵害生物eDNA的方法進行生態(tài)預警。
其實eDNA并不是新鮮事物,早在20世紀80年代,其概念就已被提出。為何這幾年這么火?原因是近年來隨著生物技術(shù)的發(fā)展,eDNA檢測機構(gòu)不斷涌現(xiàn),專業(yè)門檻和成本逐漸降低,也越來越多地被用于更多領(lǐng)域。更重要的是,隨著生態(tài)文明建設的不斷深入,對eDNA技術(shù)的需求不斷增長,這加速了eDNA技術(shù)的發(fā)展。同時,eDNA技術(shù)也為我們開啟了以一種不同的視角,即用微觀視角看待宏觀世界的新方法。這是今后發(fā)展的一個方向,也是落實習近平總書記在今年全國生態(tài)環(huán)境保護大會上強調(diào)的“要堅持山水林田湖草沙一體化保護和系統(tǒng)治理,構(gòu)建從山頂?shù)胶Q蟮谋Wo治理大格局”的新技術(shù)。
相信在不久的將來,從山頂?shù)胶Q?,再到我們的生活,eDNA會繼續(xù)大顯身手。
來源:自然資源部南海局
責任編輯:宋晰