種新的DNA葉子拭子技術(shù)可能會徹底改變我們監(jiān)測生物多樣性的方法。

從一小撮樹葉上取下的幾個拭子，就能說明該地區(qū)有哪些動物在游蕩。

研究人員在8月21日的《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）雜志上報告說，從烏干達基巴萊國家公園（Kibale National Park）的植物上采集的二十幾個葉片拭子揭示了該公園脊椎動物多樣性的驚人準確的遺傳圖譜。這些拭子采集到了52種動物脫落的環(huán)境DNA（或稱eDNA），其中30種可以確定為物種級別。這種快速簡便的技術(shù)可能是監(jiān)測生物多樣性的一種革命性方法。

"新澤西州新不倫瑞克羅格斯大學(xué)的生物學(xué)家朱莉-洛克伍德（Julie Lockwood）說："他們只用這樣的方法拭取幾片樹葉，就能獲得這么多物種，這真的很酷，很了不起。

雖然我們經(jīng)常想象 DNA 安全、舒適地存在于細胞內(nèi)，但事實上，遺傳物質(zhì)顆粒散落在環(huán)境中的各個角落。這些 eDNA 通常聚集在水體或樹皮等表面的 "池塘 "中。找到并分析 eDNA 可以揭示一個地區(qū)有哪些物種，甚至是那些難以發(fā)現(xiàn)的物種。

德國格賴夫斯瓦爾德大學(xué)（University of Greifswald）的生物學(xué)家揚-戈加騰（Jan Gogarten）希望將他的eDNA來源--從動物尸體和糞便中獲取DNA的蒼蠅--與從空氣中收集eDNA的生物學(xué)家克里斯蒂娜-林加德（Christina Lynggaard）的eDNA來源進行比較（SN: 1/18/22）。兩人開始在基巴萊比較各自的技術(shù)，但安裝必要的空氣過濾器非常耗時，因此在收集完蒼蠅后，戈加騰決定在等待期間拭擦附近的一些樹葉。

"哥本哈根大學(xué)的林加德說："這不是我們之前計劃好的。

這項研究在公園的三個區(qū)域進行了所有的拭擦工作，總共耗時 72 分鐘，平均每個拭擦工作耗時 3 分鐘。相比之下，在之前的一項研究中，Lynggaard用空氣過濾器收集eDNA，每個過濾器至少需要30分鐘，這還不包括安裝和清潔設(shè)備的時間。研究人員隨后將拭子帶回丹麥進行分析。

這些 eDNA 發(fā)現(xiàn)了許多已知生活在公園里的魅力鳥類和哺乳動物，包括大藍鳥（Corythaeola cristata）和非洲叢林象（Loxodonta africana），但也有一些意外發(fā)現(xiàn)。

該項目的另一位合作者、加拿大納奈莫溫哥華島大學(xué)的生物學(xué)家科林-查普曼（Colin Chapman）"已經(jīng)在森林里工作了 30 多年，"戈加騰說，"他的名單上有一些鳥類物種是他以前沒有見過的，"但其他人已經(jīng)在公園里發(fā)現(xiàn)了這些物種。"有很多我們看不到的"，eDNA 可以揭示它們的存在。

此外，與其他采樣設(shè)備相比，拭子更方便攜帶。例如，洛克伍德使用油漆滾筒從植物表面采集 eDNA 樣品。她說："有了更小的拭子，你就可以使用成熟的法醫(yī)技術(shù)保存拭子，然后把它們從野外帶回實驗室。

洛克伍德說（SN: 9/4/20）："隨著全球許多地區(qū)生物多樣性的減少，使用葉拭子等技術(shù)進行eDNA采樣 "使我們在記錄這些變化并對其做出反應(yīng)的能力方面向前邁出了革命性的一步。洛克伍德說："沒有一種收集 eDNA 和處理所有情況的工具在每種情況下都有效。因此，我們擁有的工具越多越好。

Gogarten和Lynggaard希望其他人也能采用他們的拭子技術(shù)。因為這種方法 "非科學(xué)家也可以使用"，Lynggaard 說，"對公民科學(xué)感興趣的人可以......幫助研究人員應(yīng)對我們在全球范圍內(nèi)面臨的生物多樣性喪失問題。

例如，戈加騰說，拿著棉簽的學(xué)齡兒童可以對自家后院的樹葉進行采樣，并繪制出自己所在地區(qū)的生物多樣性圖景。

引用

C. Lynggaard等人。來自葉拭子的脊椎動物環(huán)境 DNA。當(dāng)代生物學(xué)。第 33 卷，2023 年 8 月 21 日，第 R853 頁。doi：10.1016/j.cub.2023.06.031。

DL Peterson等人。對入侵陸生昆蟲表面 eDNA 調(diào)查的樣本采集和存儲方案進行評估。環(huán)境 DNA。第 4 卷，2022 年 11 月，第 1201 頁。doi：10.1002/edn3.314。

C. Lynggaard等人。用于陸地脊椎動物群落監(jiān)測的空氣環(huán)境 DNA。 當(dāng)代生物學(xué)。第 32 卷，2022 年 2 月 7 日，第 701 頁。doi：10.1016/j.cub.2021.12.014。