最近发表在《海洋科学前沿》（Frontiers in Marine Science）上的一篇研究报告表明，环境DNA（eDNA）可以为海洋调查提供有价值的细节信息。大白鲨和鲑鱼等重要的海洋生物通常能从拖网逃脱，使人们无法通过拖网调查获知该海域是否存在这些生物，然而eDNA技术却能让人们了解它们的行踪。研究还发现，当海洋生物的栖息地随着海洋的变化而改变时，持续收集eDNA信息也可以帮助人们检测海洋环境的变化。
斯坦福大学海洋解决方案中心（Center for Ocean Solutions at Stanford University）的年轻研究员科林·柯塞科（Collin J. Closek）说，“eDNA信息补充了一些我们可能无法从其他途径获得的细节，并为我们提供了更完整的海洋环境和海洋生物信息。”柯塞科是该研究报告的第一作者，其他合作作者分别来自于斯坦福大学（Stanford University）、加利福尼亚大学圣克鲁兹分校（University of California Santa Cruz）和美国国家海洋和大气管理局（NOAA）西南渔业科学中心。
功能强大的遗传工具
海洋生物不断地将一些遗传物质散布到周围海水中。通过eDNA技术，研究者从水样中提取DNA，并识别其来源。新的实验室测序方法可以帮助研究者一次检测许多样本。作为一种遗传工具，eDNA技术帮助研究者检测曾经经过该水域的生物种类。
柯塞科说，收集水样并将其存档，可以为特定水域在特定时期的DNA痕迹留下永存记录，也使科学家可以在数年后还能借助这些记录开展相关研究。
西南渔业科学中心的生态学家埃利奥特·哈森（Elliott Hazen）是本研究报告的共同作者，他表示：“eDNA技术对我们识别物种分布很有帮助，不仅可以让我们进行快速采样，而且一旦理解eDNA所传达的信息，我们就可以快速获知海洋生物的许多信息。”
但是，eDNA技术并不能提供所有的信息。例如，当前的eDNA测序结果还不能让研究人员计算出每个物种的数量或丰度，也不能确定物种的年龄或大小。这意味着eDNA技术在短期内不会取代拖网调查和声学测量等传统的监测手段。
柯塞科和他的同事们于2016至2017年间在美国国家海洋和大气管理局的鲁本·拉斯克号船上（NOAA Ship Reuben Lasker）开展实地调查。他们参加了美国国家海洋和大气管理局渔业部门的石鱼（rockfish）增殖放流和生态系统评估调查，该调查自1983年以来对加利福尼亚海域目前的生物种群进行评估。eDNA研究团队收集了131个水样本，每个样本为1升水，样本采集地点大致与船只部署的拖网地点相同。他们采集了幼年石鱼和其他生物种群的样本，同时统计了白天在船上看到的海洋哺乳动物和海鸟的数量，然后对比了这两种来源的数据。这是在浩瀚的西海岸海域首次运用eDNA技术开展的实地调查。
eDNA技术鉴定出更多物种
西南渔业科学中心的渔业生物学家约翰·菲尔德（John Field）说，拖网调查在过去两年中在该海域发现了28种鱼类，其中11种仅在拖网调查中发现，而eDNA技术未发现；eDNA发现了65种不同的海洋脊椎动物，其中包括鱼类和海洋哺乳动物；eDNA技术和拖网调查共同确定了80种不同的鱼类和海洋哺乳动物，其中包括须鲸、鼠海豚（porpoises）、海豚、海豹和海狮。
他说：“eDNA技术检测到了鱼类和海洋哺乳动物，这个结果印证了我们在开展调查前的预测，也使我们对eDNA技术更有信心，我们相信它能帮助我们了解更多的物种信息。这可能听起来没什么了不起，但确实验证了eDNA技术检测海洋生物信息的有效性。”
如果把2016年和2017年进行比较，我们会发现，生物物种及其分布存在年际差异。2016年“暖水团”（the Blob）海洋热浪的残存热量正在消散，一些本来在西海岸不多见的温水物种却在该海域广泛分布。2017年，情况又恢复了正常。这些不多见的生物物种从该海域大量消失。eDNA技术发现，该海域不同地方的海洋脊椎动物种类存在巨大差别。这些结果表明，eDNA技术可以帮助研究人员追踪环境的变化。
亚历山大·勃姆（Alexandria Boehm）是斯坦福大学土木与环境工程系的资深教授，他也是本研究报告的合作作者之一，他说：“我们没有足够的人力和财力对任何海域进行全方位的调查，eDNA技术可以帮助我们拓展我们的研究范围。通过研究我们发现，eDNA技术、拖网调查和声学测量等方法获得的海洋环境和生物信息有相同之处，也验证eDNA技术是值得信赖的，它能够让人类更了解海洋环境和海洋生物。”
编译：夏凡
审校：邹磊磊
来源网站：Science Daily 网
