從判斷“有沒有魚”到說清楚“有多少魚” 上海科學家讓生態(tài)監(jiān)測更“聰明”
想知道一片水域里有多少魚,不用撒網(wǎng)捕撈
,只需取一瓢水就能算出
?記者19日從上海海洋大學獲悉,該校環(huán)境DNA技術與水生態(tài)健康評估工程中心李晨虹團隊在國際知名期刊《分子生態(tài)資源》(Molecular Ecology and Resources)上發(fā)表了題為“Estimation of Species Abundance Based on the Number of Segregating Sites Using Environmental DNA(eDNA)”的封面文章
,為環(huán)境DNA(eDNA)定量技術的應用提供了新思路
,未來或可讓生態(tài)監(jiān)測像“查指紋”一樣高效
。
“凡是生物存在過的地方就會留下它們的痕跡,同樣的
,魚游過也會在水中留下DNA‘痕跡’
。”李晨虹表示,eDNA是指生物體釋放至體外環(huán)境(包括水體
、土壤
、空氣等)中的DNA片段。其來源廣泛
,一方面源于生物皮膚
、鱗片受損導致的細胞脫落,另一方面則來自生物在呼吸
、排泄
、繁殖等正常生理活動中釋放的DNA。
借助eDNA進行生物監(jiān)測
,是一種高效
、靈敏且對生物無損傷的技術手段,在生物多樣性評估
、瀕危物種保護以及入侵生物監(jiān)測等領域展現(xiàn)出了巨大的應用潛力
。特別是在實施長江“十年禁漁”等大規(guī)模生態(tài)保護舉措的背景下,傳統(tǒng)漁業(yè)調(diào)查方法受到一定限制
,而環(huán)境友好型的eDNA技術則凸顯出其獨特的優(yōu)勢和重要性
,為生物資源與生態(tài)環(huán)境研究提供了有力支持。
科研人員在開展魚體重量
、數(shù)量及是否投喂對eDNA影響的實驗
。
上海海洋大學供圖
長久以來,eDNA技術一直有個“痛點”:它能判斷“有沒有魚”
,卻很難說清楚“有多少魚”
。直接依據(jù)eDNA濃度來估算環(huán)境中物種數(shù)量或生物量,其效果往往不盡如人意
,難以獲得準確可靠的定量結(jié)果
。
為了解決eDNA技術發(fā)展“痛點”,李晨虹帶領團隊決定另辟蹊徑:先用計算機模擬不同魚群規(guī)模
,發(fā)現(xiàn)“差異點數(shù)量”與魚的數(shù)量高度相關
。經(jīng)過對比篩選,李晨虹決定選用具有較高的遺傳多樣性
,并且易于飼養(yǎng)的矛尾刺蝦虎魚開展進一步實驗
。
“我們團隊開發(fā)的基于分離位點數(shù)的eDNA定量方法,優(yōu)于當前主流的eDNA拷貝數(shù)法。相比之下
,該方法的優(yōu)勢在于不受物種體型
、攝食行為等環(huán)境變量的干擾,能夠更加穩(wěn)定
、精準地評估目標物種的數(shù)量
。”李晨虹說,無論魚在吃飯
、休息
,都不影響差異點數(shù)量,這就可以讓生態(tài)監(jiān)測更高效
。
據(jù)悉
,研究的發(fā)現(xiàn)為eDNA技術的定量分析提供了一種新的思路,有望提升eDNA在物種監(jiān)測
、生態(tài)評估及生物多樣性研究中的應用精度
。未來研究可進一步拓展至更廣泛的生境和目標物種,以驗證該方法的適用性
責任編輯:孫知兵
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