什么是环境拭子，如何采集？
环境拭子是指使用拭子从环境表面收集DNA材料。这样，研究人员就可以在不直接处理或观察动物的情况下获取脊椎动物的DNA样本。只需在动物接触过的环境表面（如树叶、树枝或树干）上摩擦拭子即可。擦拭动作可持续数分钟，以便在拭子尖端收集足够的DNA 材料。然后将用过的拭子保存在缓冲溶液中，以便在分析前保存DNA。环境拭子法提供了一种快速、简便、微创的方法来收集当地脊椎动物的DNA 证据。
环境拭子能检测什么？
在雨林等环境中进行拭子采集，可以从采集到的DNA中检测出多种陆生脊椎动物。乌干达基巴莱国家公园的研究人员仅从24个叶拭子中就检测到了52个脊椎动物属。其中包括 26 个鸟类属和 24 个哺乳动物属，代表了不同生活方式和体型的物种。超过一半的检测结果可以确定物种级别。尽管样本较少，但每个叶拭子平均发现了 7.6 个属。环境拭子可以从很少直接观察到的难以捉摸、树栖和夜行物种中提取DNA。该技术提供了一种简便的生物监测解决方案，可用于记录脊椎动物的多样性并检测稀有或隐蔽动物。
动物DNA如何进入环境表面？
脊椎动物的DNA可以通过几种方式转移到树叶和树枝等表面。直接接触植物的动物会留下皮肤细胞和毛发。尿液和粪便中也可能含有脱落的DNA。鸟类和其他捕食动物的食肉动物可能会将猎物的DNA沉积下来。脊椎动物排出的空气中的DNA微粒会沉降到环境表面。一项研究甚至在雨水冲刷样本中检测到了陆生脊椎动物的 DNA，这表明遗传物质在水体中迁移。环境拭样利用这些多方面的DNA转移途径对当地群落进行采样。蜡质或粘性树叶等不同表面类型可能是捕获和积累各种来源 DNA 的理想材料。
环境拭子有哪些优势？
与传统的脊椎动物调查方法（如活体诱捕、相机陷阱或横断面调查）相比，环境拭子具有几个主要优势。环境拭子采集速度快、成本低、操作简单，无需专门设备。DNA 取样避免了观察技术所需的对动物的直接处理。采集多个拭子样本可覆盖大片区域，每个地点只需几分钟。保存缓冲液可在处理前保护 DNA，从而提供了灵活性。拭子样本很容易自动进行高通量 DNA 提取，并使用标准分子生物学协议进行测序。环境拭子法也适合非专业人员使用，可实现大规模的社区科学计划。总之，它提供了一种高效的生物监测方法，可对脊椎动物多样性进行编目，并跟踪生态系统随时间的变化。
与其他技术相比，环境DNA拭子采样技术如何？
在陆生脊椎动物检测方面，植被拭子法优于其他环境DNA技术。土壤DNA采样的脊椎动物检测率较低。空气传播的eDNA捕获需要专门的设备和电源。空气颗粒的被动沉降效率也不高。从脊椎动物粪便或尸体中采集DNA样品等替代方法依赖于机会性发现。用棉签蘸取树干或树枝也可以，但比用棉签蘸取树叶更耗时。直接拭取树叶可以快速、高密度地采集脊椎动物DNA样本。最近在基巴莱公园进行的一项研究发现，用叶拭子采集的哺乳动物属种比在相同地点采集的土壤样本多5倍。直接拭子取样法也优于雨水冲洗法或花朵DNA法，后者是更为迂回的脊椎动物取样策略。
环境拭子采样有哪些局限性和有待解决的问题？
环境DNA样本提取虽然显示出了初步的前景，但也存在一些局限性和不确定性，需要进一步研究。DNA在不同表面类型上的持久性尚不清楚。阳光、高温和潮湿等环境条件会使 DNA退化，因此脱落的DNA 可能会在有限的时间内持续存在。从脊椎动物DNA表面获得的空间和时间信息的特异性有待确定。了解 DNA 可能从源头迁移多远以及保留多长时间，将为生态系统推断提供更好的信息。DNA转移到表面的机制也需要澄清；直接接触、猎物、尿液和空气传播颗粒的相对贡献尚未确定。有些检测结果，如雨林下层中的鲶鱼DNA，是无法解释的奇闻。随着环境DNA拭样技术的进一步发展和验证，这些知识空白将逐渐被填补。
环境拭子生物监测的未来前景如何？
环境拭子法为调查脊椎动物多样性和为保护工作提供信息提供了一种有效的新工具。这种技术可以进行大规模监测，成本低廉，但需要直接观察或处理脊椎动物的标准方法却不可行。生物学家可以通过当地物种的遗传证据来评估生态系统的构成。可以跟踪群落随时间的变化，为管理策略提供指导。环境拭子法所需的设备和专业知识极少，因此可被保护组织广泛采用，并可用于社区科学计划。标准化和最佳实践将随着应用范围的扩大而发展。环境拭子法可以通过脊椎动物在自然环境中留下的 DNA 快速了解脊椎动物的生物多样性和动态，从而有可能彻底改变陆地生物监测工作。
Reference
VOLUME 33, ISSUE 16, PR853-R854, AUGUST 21, 2023. Vertebrate environmental DNA from leaf swabs.
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