就像人類在我們居住的地方留下DNA一樣，水棲動(dòng)物將DNA留在水柱中。在6月3日發(fā)表在“當(dāng)代生物學(xué)”雜志上的一篇論文中，科學(xué)家們報(bào)告說，每天可以過濾10,000升水的海綿在過濾飼料時(shí)會(huì)捕獲組織中的DNA。這項(xiàng)概念驗(yàn)證研究確定了來自南極和地中海的海綿中的魚類，海豹和企鵝DNA，證明海綿可用于監(jiān)測(cè)生物多樣性。

“海綿是理想的采樣單位，因?yàn)槟憧梢栽谌魏蔚胤胶兔總€(gè)水生棲息地找到它們，包括淡水，”索爾福德大學(xué)的海洋生態(tài)學(xué)家和人口遺傳學(xué)家Stefano Mariani說。“此外，他們不是非常有選擇性的過濾器，他們不會(huì)逃跑，他們不會(huì)受到采樣的傷害 - 你可以抓住一塊，它們將很好地再生。”

此外，作者發(fā)現(xiàn)海綿DNA的存在不會(huì)干擾它們識(shí)別其組織內(nèi)捕獲的其他物種的DNA的能力。相反，他們發(fā)現(xiàn)通過使用特定的DNA引物，這是一種探測(cè)特定生物DNA的短核酸序列，它們可以選擇性地?cái)U(kuò)增脊椎動(dòng)物DNA，同時(shí)避免放大海綿DNA本身。

Mariani和他的團(tuán)隊(duì)使用這一過程與metabarcoding(將組織樣本中的混雜DNA分類成可區(qū)分的物種特異性堆)相結(jié)合，能夠識(shí)別31個(gè)分類群。大多數(shù)情況下，確定的物種是魚類，但來自南極洲的一個(gè)海綿樣本包括來自Weddell海豹和頰帶企鵝的DNA。后來發(fā)現(xiàn)樣本位于企鵝繁殖地的近海。“這是一個(gè)非常令人興奮的發(fā)現(xiàn)，也很有意義，”瑪麗安尼說，“因?yàn)槠簌Z會(huì)在水中進(jìn)出，吃飯，游泳和偷窺。”

目前，正在開發(fā)具有大量取水能力的機(jī)器，以允許科學(xué)家從水中取樣DNA，但作者認(rèn)為使用天然取樣器可能同樣有效。因?yàn)樵谒邪l(fā)現(xiàn)的DNA極度稀釋，需要進(jìn)行大量過濾 - 但Mariani警告說，過濾會(huì)帶來DNA污染的危險(xiǎn)。此外，保存水樣可能會(huì)降低DNA的質(zhì)量。然而，海綿組織已經(jīng)過濾掉了水，大大減少了處理時(shí)間以及污染的風(fēng)險(xiǎn)。

此外，將機(jī)器帶入某些地區(qū)可能并不可行，并且可能對(duì)脆弱的生態(tài)系統(tǒng)造成太大破壞。“如果你想研究莫桑比克紅樹林中瀕臨滅絕的鋸鲆或海牛，那么就不能用大型機(jī)器人去那里。你必須采用非常低技術(shù)的方法，”Mariani說。

展望未來，作者希望研究其他動(dòng)物作為DNA采樣器的能力，特別是在海綿稀少或人類無法進(jìn)行取樣的開放水域。瑪麗安尼建議其他生物，如果凍魚或鮭魚，它們也可以篩選水但漂浮在水柱中，在開闊的海洋中可能更容易進(jìn)入。

最終，作者的目標(biāo)是改善環(huán)境DNA的收集方式，以便更好地監(jiān)測(cè)可能不適合其他方法的地區(qū)的生物多樣性。然而，確定海綿是否比先前存在的方法更有效地捕獲一個(gè)地區(qū)的生物多樣性需要進(jìn)一步研究，但作者說這篇文章是回答這個(gè)問題的第一步。“我希望這種方法能證明自己有用，”瑪麗安尼說。“這是典型的環(huán)境友好型生物多樣性評(píng)估工具。”

作者承認(rèn)英國(guó)NERC撥款的支持。