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种新的DNA叶子拭子技术可能会彻底改变我们监测生物多样性的方法。

从一小撮树叶上取下的几个拭子,就能说明该地区有哪些动物在游荡。

研究人员通过从乌干达基巴莱国家公园的二十几片树叶上取样,对森林中的 52 种动物进行了基因识别.webp

研究人员在8月21日的《当代生物学》(Current Biology)杂志上报告说,从乌干达基巴莱国家公园(Kibale National Park)的植物上采集的二十几个叶片拭子揭示了该公园脊椎动物多样性的惊人准确的遗传图谱。这些拭子采集到了52种动物脱落的环境DNA(或称eDNA),其中30种可以确定为物种级别。这种快速简便的技术可能是监测生物多样性的一种革命性方法。

"新泽西州新不伦瑞克罗格斯大学的生物学家朱莉-洛克伍德(Julie Lockwood)说:"他们只用这样的方法拭取几片树叶,就能获得这么多物种,这真的很酷,很了不起。

虽然我们经常想象 DNA 安全、舒适地存在于细胞内,但事实上,遗传物质颗粒散落在环境中的各个角落。这些 eDNA 通常聚集在水体或树皮等表面的 "池塘 "中。找到并分析 eDNA 可以揭示一个地区有哪些物种,甚至是那些难以发现的物种。

德国格赖夫斯瓦尔德大学(University of Greifswald)的生物学家扬-戈加腾(Jan Gogarten)希望将他的eDNA来源--从动物尸体和粪便中获取DNA的苍蝇--与从空气中收集eDNA的生物学家克里斯蒂娜-林加德(Christina Lynggaard)的eDNA来源进行比较(SN: 1/18/22)。两人开始在基巴莱比较各自的技术,但安装必要的空气过滤器非常耗时,因此在收集完苍蝇后,戈加腾决定在等待期间拭擦附近的一些树叶。

"哥本哈根大学的林加德说:"这不是我们之前计划好的。

这项研究在公园的三个区域进行了所有的拭擦工作,总共耗时 72 分钟,平均每个拭擦工作耗时 3 分钟。相比之下,在之前的一项研究中,Lynggaard用空气过滤器收集eDNA,每个过滤器至少需要30分钟,这还不包括安装和清洁设备的时间。研究人员随后将拭子带回丹麦进行分析。

这些 eDNA 发现了许多已知生活在公园里的魅力鸟类和哺乳动物,包括大蓝鸟(Corythaeola cristata)和非洲丛林象(Loxodonta africana),但也有一些意外发现。

该项目的另一位合作者、加拿大纳奈莫温哥华岛大学的生物学家科林-查普曼(Colin Chapman)"已经在森林里工作了 30 多年,"戈加腾说,"他的名单上有一些鸟类物种是他以前没有见过的,"但其他人已经在公园里发现了这些物种。"有很多我们看不到的",eDNA 可以揭示它们的存在。

此外,与其他采样设备相比,拭子更方便携带。例如,洛克伍德使用油漆滚筒从植物表面采集 eDNA 样品。她说:"有了更小的拭子,你就可以使用成熟的法医技术保存拭子,然后把它们从野外带回实验室。

洛克伍德说(SN: 9/4/20):"随着全球许多地区生物多样性的减少,使用叶拭子等技术进行eDNA采样 "使我们在记录这些变化并对其做出反应的能力方面向前迈出了革命性的一步。洛克伍德说:"没有一种收集 eDNA 和处理所有情况的工具在每种情况下都有效。因此,我们拥有的工具越多越好。

Gogarten和Lynggaard希望其他人也能采用他们的拭子技术。因为这种方法 "非科学家也可以使用",Lynggaard 说,"对公民科学感兴趣的人可以......帮助研究人员应对我们在全球范围内面临的生物多样性丧失问题。

例如,戈加腾说,拿着棉签的学龄儿童可以对自家后院的树叶进行采样,并绘制出自己所在地区的生物多样性图景。

引用

C. Lynggaard等人。来自叶拭子的脊椎动物环境 DNA。当代生物学。第 33 卷,2023 年 8 月 21 日,第 R853 页。doi:10.1016/j.cub.2023.06.031。

DL Peterson等人。对入侵陆生昆虫表面 eDNA 调查的样本采集和存储方案进行评估。环境 DNA。第 4 卷,2022 年 11 月,第 1201 页。doi:10.1002/edn3.314。

C. Lynggaard等人。用于陆地脊椎动物群落监测的空气环境 DNA。 当代生物学。第 32 卷,2022 年 2 月 7 日,第 701 页。doi:10.1016/j.cub.2021.12.014。

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