無需捕獲，通過采集水樣即可分析物種信息，這種“無創(chuàng)式”的生態(tài)調(diào)查方法你聽說過嗎？

這種調(diào)查方法依托于環(huán)境DNA（以下簡稱eDNA）技術(shù)，通過采集水、土壤等環(huán)境介質(zhì)，提取其中的DNA，經(jīng)過測序?qū)Ρ缺隳軐崿F(xiàn)對生物群落的精準分析，以對水生動植物最小的損害實現(xiàn)最大范圍的監(jiān)測。

▲環(huán)境DNA水樣過濾采集。 唐明哲拍攝

和傳統(tǒng)的采樣不同， eDNA采樣采的是環(huán)境中的DNA。每個物種的脫氧核糖核酸（DNA）都是獨一無二的，DNA作為遺傳信息存在于生物的每個細胞中，當個體在環(huán)境中生長活動時，個體獨特的DNA會隨時掉落到四周，它的存在形式可能是血液、組織、粘液、細胞、鱗片，也可能是糞便、尿液，甚至可能是生物本身。這些釋放到環(huán)境中的DNA，便形成了環(huán)境DNA。

eDNA技術(shù)通過從環(huán)境介質(zhì)（水、土壤、沉積物等）中提取DNA，用特定引物對其進行擴增測序、生物分類學分析等，以監(jiān)測環(huán)境中是否存在某特定物種，或獲得環(huán)境中物種組成、群落結(jié)構(gòu)、生態(tài)功能等相關(guān)信息。

“比如在水中生活的魚，它們的鱗片脫落后掉進水中，我們通過采集水樣，通過DNA提取和測序，就能測出水中有哪幾種魚?！?北京華大生命科學研究院（以下簡稱華大）助理研究員肖雅倩舉了個例子。

肖雅倩告訴記者，eDNA技術(shù)具有非接觸、無損傷、干擾小、高靈敏度、人力物力時間成本低等優(yōu)勢，能有效克服傳統(tǒng)調(diào)查法耗時長、依賴專家經(jīng)驗、稀有種調(diào)查難等弊端，在摸清生物多樣性底數(shù)、開展生物多樣性監(jiān)測上發(fā)揮重大作用。

摸清生物多樣性底數(shù)是開展生物多樣性保護的基礎(chǔ)工作，隨著我國水生態(tài)環(huán)境保護工作的不斷推進，開發(fā)快速、精準的水生生物多樣性監(jiān)測技術(shù)，構(gòu)建水生態(tài)智慧化監(jiān)測體系，實現(xiàn)水生生物多樣性波動的快速反饋，是科學制定水生態(tài)環(huán)境保護及管理策略的重要技術(shù)支撐。

《“十四五”生態(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)劃》指出，要推動三水統(tǒng)籌，增強水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測，鼓勵各地開展小流域水生態(tài)調(diào)查監(jiān)測，在太湖、遼河、海河等流域開展環(huán)境DNA監(jiān)測試點。

此前，華大就曾和北京市生態(tài)環(huán)境保護科學研究院綠色智慧中心聯(lián)合在永定河開展試點。“我們在永定河選取了多個試點，采用傳統(tǒng)捕撈法與eDNA技術(shù)相結(jié)合的方式，對永定河流域的魚類多樣性進行監(jiān)測。” 北京華大生命科學研究院院長鄧子卿介紹，他們在永定河流域共獲得魚類26種，傳統(tǒng)捕撈法獲得魚類17種，eDNA監(jiān)測獲得魚類20種，兩種技術(shù)共同監(jiān)測到魚類物種11種，魚類物種重合度較高，充分證明eDNA技術(shù)可用于輔助開展大尺度的生物多樣性調(diào)查。

目前，環(huán)境DNA技術(shù)在水生態(tài)保護領(lǐng)域主要應用在特定物種監(jiān)測檢出、生物多樣性調(diào)查評估、水體生態(tài)系統(tǒng)健康狀況評估等領(lǐng)域，能夠快速、便捷跟蹤評價水生態(tài)保護與治理成效。

但eDNA也存在一定的局限性，如技術(shù)標準化和規(guī)范化程度不足、生物信息數(shù)據(jù)庫不完整等影響檢測結(jié)果有效性的問題。

“未來，我們將聯(lián)合北京市生態(tài)環(huán)境保護科學研究院綠色智慧中心進一步開展珍稀瀕危種監(jiān)測和外來入侵種監(jiān)測等特定物種監(jiān)測方面采樣及監(jiān)測方法的標準化研究，繼續(xù)開展基于eDNA技術(shù)的典型水域生物多樣性監(jiān)測，研發(fā)便攜式水體eDNA一體化采樣分析設(shè)備，為流域水生生物多樣性調(diào)查與智慧化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供技術(shù)支撐?！编囎忧浔硎?。

責編：肖靜

一審：肖靜

二審：張馬良

三審：熊佳斌

來源：中國環(huán)境