科学家用环境DNA研究最大鱼类

科学家利用环境DNA来估计阿拉伯湾雌性鲸鲨的数量。资料来源:斯蒂芬·桑维格·巴赫

到目前为止，科学家已经能够通过漂浮在海洋中的废弃细胞的脱氧核糖核酸(DNA)来确定地球上最大、最神秘的鱼类——鲸鲨的种群规模和遗传特征。

这项工作标志着研究人员第一次可以使用所谓的环境DNA(eDNA)来评估水生物种的遗传特征，这项技术可以帮助科学家研究一系列海洋动物的种群和健康，而不涉及水。

美国华盛顿州大学的海洋生物学家莱恩·凯利没有参与这项研究，他说研究结果是“概念上的进步”。他们“再次推进了环境DNA研究的边界”。

这项研究的源头可以追溯到2007年的一个夏天，当时一名工人在卡塔尔海岸马士基石油公司的埃尔沙欣油田的钻井平台上看到了一个惊人的场景:一群大约100条鲸鲨正在附近的海里进食。

动物学家从未想到这种鱼——地球上最大的鱼，校车大小的鱼——会频繁出现在这片海域，油田很快成为研究这种濒危物种的热点。

然而，很难找到鲸鲨，因为它们通常远离海岸。在休尔沙欣油田游弋的鲸鲨距离阿拉伯海湾海岸约80公里。哥本哈根大学丹麦自然历史博物馆的生物学家伊娃·埃格兰·西格德和她的团队收集了含有皮肤细胞的海水，这些细胞是从鲸鲨和其他海洋动物身上自然脱落的(随尿液和粪便一起排出)。

研究人员分离出这些细胞，然后提取并测序DNA，然后根据一些基因组的存在，用软件分发一些鲸鲨DNA。Sigsgaard和研究小组还发现，这些细胞可以作为近期鱼类活动的极好指标。因为紫外线和微生物可以在几天内将鲸鲨的环境DNA分解成无法检测的小片段，它们的样本可以追踪最近经过的鲸鲨。

研究人员随后用脱氧核糖核酸估计了具有繁殖能力的雌性鲸鲨的数量——大约71000条。鲸鲨似乎在基因上分为两个种群，这一评估反映了印度洋-太平洋种群中雌性鲸鲨的数量。该值通常与基于实际组织样本的评估结果一致。研究人员最近在《自然生态与进化》杂志的在线版上报道了这一发现。

在11月发表在《公共科学图书馆——综合》杂志上的另一项相关研究中，科学家指出，从格陵兰水域采集的环境DNA可以揭示最有可能被深海拖网捕捞的鱼类的情况，这一发现可能会彻底改变海洋物种的研究方式。这是因为使用环境DNA比沿着海底拖网采集海洋动物的组织样本更便宜、更容易。

这项最新研究的成员之一，丹麦自然历史博物馆的鱼类主任彼得·拉斯克·莫勒说:“只有通过环境基因，我们才能获得鱼类区系相当详细和准确的图像。”

将来，包括凯利在内的科学家计划使用环境DNA来确定难以取样的生境的海洋生物多样性(例如，不能拖网取样的岩石海底)。"环境DNA是否为我们提供了其他方法无法获得的有用信息？"凯利说，“我认为答案是肯定的。”

鲸鲨是世界上最大的鱼，体型巨大，全长20米。光点和纵横交错的光带散布在身体表面，就像棋盘一样。鼻孔位于上唇两侧，出现在口腔中。鲸鲨属于海洋鱼类，以大量浮游生物和小鱼为食，主要分布在热带和温带海域。鲸鲨性情温和，由于大量捕猎，它们的数量急剧减少。

(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2016-124，第二版国际)

阅读更多

科学相关文章