陳根:新探測工具,幫助揭開海洋秘密_風聞
陈根-知名科技作家为你解读科技与生活的方方面面。2022-05-26 10:53
文|陳根
水生動物在環境中活動時,通常會以皮膚細胞的形式留下遺傳物質,環境DNA(eDNA)則允許科學家們從水生物種留下的微小遺傳物質中檢測它們的存在。這種“DNA湯”不僅對提供關於敏感地區生物多樣性的變化具有不可替代的意義,而且對於理解、促進和保護海洋健康至關重要。
具體來説,eDNA可以被描述為生物體釋放到環境中的任何DNA。就水樣而言,eDNA可來自上皮細胞、排泄物、腐爛的生物體或組織碎片、生殖細胞。隨着分子生物學與高通量測序技術的發展,eDNA的應用領域也在不斷的拓展,包括生態學、保護生態學、入侵生態學,以及生物多樣性監測等方面。

近日,蒙特雷灣水族館研究所(MBARI)的研究人員利用一款全新自主水下機器人對eDNA進行了採樣。**該機器人由長距離自主水下航行器(LRAUV)和環境樣品處理器(ESP)兩部分組成。**其中LRAUV是一個靈活的水下機器人,能夠一次行駛數週並行駛數百公里。
ESP則是一個機器人的“罐中實驗室”,可以過濾海水並保存電子DNA。通過LRAUV配備ESP,研究人員可以在時間和空間上擴大海洋監測的規模。相比傳統的海洋eDNA採樣需要花費數週時間,且只能在局部地區進行,該技術無疑大大提高了作業的效率。

**此外,該設備可以在同一地區更頻繁地取樣,使研究人員能夠探測到從前重點關注卻難以多次勘測的海洋區域。**可以説,填補這些數據空白對於加強全球海洋健康十分有幫助。
eDNA採樣結束後,研究人員使用了一種被稱為“metabarcoding”的技術分析了樣本。該技術能夠尋找短的DNA摘錄,並提供樣品中存在的羣體的分類。研究人員分析了四種不同類型的基因標記,每一種都代表食物網的一個層次。這些層次疊加一起,就產生了一個全面的社區構成圖,展現出海洋生物多樣性的秘密。
未來,研究人員希望更進一步擴大eDNA的研究規模,更廣泛地描述海洋中生物羣落結構,而不是單個物種。