一条河里有多少DNA？

澜沧江滚滚流入南海，孕育了无数生命。但是这里发现的独特物种受到了沿河修建水电站大坝计划的威胁。一种新的环境监测技术可以通过从河水中提取脱氧核糖核酸来快速计算上游的所有物种，这可能有助于减轻危害。这些信息会影响计划的坝址选择。

传统的勘测方法需要几年才能确定坝址避开了生态热点，而开发商不愿意浪费这么多时间。"用传统方法在如此大的面积上取样是不可能的."中国科学院昆明动物研究所的道格拉斯·余说。

余希望通过收集环境中的DNA片段并对其进行测序来鉴别物种并加快调查速度。他想和中国生态学家在澜沧江进行一次“环境DNA调查”，以绘制一张珍稀濒危物种的分布图。

最近的研究指出，生活在河流中的生物的遗传物质将通过脱落的细胞，即所谓的“环境DNA”，被释放到河流中。每一条河流都像一条DNA的传送带，这就是余的思想来源。这种鉴定物种的方法与微生物学家通过DNA测序鉴定样品中细菌的方法几乎相同。它可以给野生动物调查带来革命性的变化，使生物学家能够快速检测生态系统中的大量物种。

这项技术在识别水生物种方面取得了显著的效果。去年，一个欧洲生态学家小组从法国和荷兰的溪流和池塘中提取水样并测试DNA，然后与大量传统调查的结果进行交叉核对。他们用肉眼寻找鱼，用网捕捉青蛙和蝾螈。当他们比较这些结果时，他们发现在他们调查的89%的地点，环境DNA显示了相同甚至更多种类的鱼。

“利用我们现在使用的技术，我们可以识别所有种类的鱼，包括那些稀有的。”法国格勒诺布尔约瑟夫·傅立叶大学的皮埃尔·塔伯莱特进行了这项测试，他说。

“这个世界充满了脱氧核糖核酸。收集它们并排序，你将会对生活有更好的理解。”

环境DNA调查对两栖动物研究也有很好的效果。在每个调查地点，科学家团队通过环境DNA测试发现两栖物种的数量与传统调查方法相同或更多，因为许多善于隐藏的物种很难用肉眼找到。

这项技术不仅适用于水中居民。从河水中提取的环境DNA也可以描述陆地生物的情况。纽约伊萨卡康奈尔大学的克里斯蒂·戴纳领导的团队对从瑞士格拉特河流域八个地点采集的环境DNA样本进行了测序。他们发现了多达296种生物，从水生蠕虫和甲壳类动物到生长在格拉特河沿岸的植物和真菌。

泰伯莱特不确定河流环境DNA采集技术是否足以调查该流域的所有陆地生物。"你将面临失去许多物种的风险。"他说。此外，Deiner的团队只在家族层面识别生物，而不是在物种层面。“一项只确定家庭水平的生物多样性研究能用来做什么？我认为它需要一些改进。”他说。

英国班戈大学的赛克尔说，河流的大小有可能成为一个环境监测系统。“当你试图找出我们在陆地上的行为如何反映在河流的生物多样性中时，你几乎可以把河流作为一种生态脉冲来研究。”他说。

他还指出，环境DNA调查克服了要求分类学家参与识别生态系统中所有物种的问题，因为没有人的知识是完整的。"即使是一个分类学家团队也只能研究他们知识范围内的群落多样性."他说。

于说，环境DNA调查使得野生动物监测变得更便宜，更快，对资源少的人来说也更容易。“脱氧核糖核酸分散在世界各地，”他说。"通过以正确的方式收集和排序，你可以对生活有更深刻的理解。"

蝌蚪君编译自新闻学家、翻译家老刘，授权转载