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你知道嗎？只需從海中舀一杯水，就能知道有哪些物種曾在附近生活。從微小的水滴中探知海洋魚類世界，這聽起來像是科幻小說中的情節(jié)，但實(shí)際上，這就是環(huán)境DNA(eDNA)的神奇之處。
“環(huán)境DNA”到底是一項(xiàng)什么技術(shù)？它對(duì)生物多樣性保護(hù)有怎樣的重要性？
01
環(huán)境DNA
環(huán)境DNA，簡(jiǎn)稱eDNA，是指從環(huán)境樣本(如水、土壤、空氣等)中提取的DNA。
環(huán)境DNA技術(shù)從單個(gè)環(huán)境樣品中可檢測(cè)廣泛的物種多樣性，涵蓋“微生物到哺乳動(dòng)物”。所有生物不論大小，都會(huì)留下“蛛絲馬跡”。魚類在水中生活時(shí)，會(huì)不斷地釋放DNA到周圍的環(huán)境中，這些DNA可以來自魚的皮膚、鱗片、糞便或其他生物活動(dòng)。科學(xué)家將采集到的水樣通過過濾和提取技術(shù)，將水樣中的DNA分離出來，再利用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，經(jīng)測(cè)序和比對(duì)分析確認(rèn)DNA片段屬于哪些魚類。這就如同我們的“門牌號(hào)”，知道了“門牌號(hào)”，還能不知來自誰家？
環(huán)境DNA技術(shù)為我們提供了一種非侵入性的方法來監(jiān)測(cè)和研究魚類及其他水生生物。這不僅避免了對(duì)生物個(gè)體的傷害，還可以幫助我們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)對(duì)大范圍區(qū)域進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)，及時(shí)了解生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。同時(shí)，此方法還可以檢測(cè)到低濃度的DNA，這意味著即使魚類數(shù)量很少，也能被發(fā)現(xiàn)。
02
環(huán)境DNA技術(shù)廣泛應(yīng)用
環(huán)境 DNA 技術(shù)在生態(tài)學(xué)、生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)、考古學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，從生物多樣性監(jiān)測(cè)的角度來看，它能夠幫助我們發(fā)現(xiàn)難以直接觀測(cè)到的稀有物種、瀕危物種，全面了解生態(tài)系統(tǒng)中的物種組成和分布情況，并幫助我們及時(shí)、靈敏地察覺入侵物種的存在，為防控措施的制定和實(shí)施爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間。同時(shí)，環(huán)境 DNA 技術(shù)的使用，使我們無需依賴研究人員所掌握的形態(tài)學(xué)分類專業(yè)知識(shí)，避免了因物種形態(tài)相似或幼體難以鑒別等導(dǎo)致的誤判。
03
環(huán)境DNA技術(shù)在魚類生物多樣性監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
為加強(qiáng)海洋生物生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)創(chuàng)新，生態(tài)環(huán)境部《“十四五”生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域重大工程任務(wù)清單》要求，“建立國(guó)家和重點(diǎn)流域水生生物多樣性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和水生生物標(biāo)本庫(kù)”。
國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心在2024年度的《全國(guó)海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作實(shí)施方案》中，設(shè)置鴨綠江口、杭州灣、樂清灣、閩江口、北部灣試點(diǎn)開展魚類 eDNA 監(jiān)測(cè)，并鼓勵(lì)其他有條件的地區(qū)試點(diǎn)開展魚類 eDNA 監(jiān)測(cè)。
浙江省生態(tài)環(huán)境廳深入貫徹落實(shí)生態(tài)環(huán)境部、省委省政府部署要求，聯(lián)合國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心組織開展杭州灣、樂清灣魚類eDNA監(jiān)測(cè)研究，委派浙江省海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心具體實(shí)施。雙方對(duì)杭州灣、樂清灣共計(jì)27個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行樣品采集、前處理、高通量測(cè)序、數(shù)據(jù)分析，根據(jù)測(cè)序后得到的結(jié)果通過比對(duì)分析確定魚類的種類，最終獲得基于環(huán)境DNA分析的杭州灣、樂清灣魚類多樣性分析報(bào)告，并逐步積累研究海域的魚類DNA數(shù)據(jù)庫(kù)。
通過應(yīng)用探索，特別是eDNA技術(shù)與其他環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)相結(jié)合，掌握監(jiān)測(cè)區(qū)域的魚類多樣性和分布情況，研究魚類的遷徙、繁殖等行為，從而更好地了解生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)，為海洋保護(hù)區(qū)的管理和評(píng)估提供依據(jù)。
來源 | 浙江省生態(tài)環(huán)境海洋監(jiān)測(cè)中心
原標(biāo)題：每一滴海水都是探索海洋魚類世界的新窗口——省海洋監(jiān)測(cè)中心開展魚類eDNA監(jiān)測(cè)
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