無需撒網，從海里收集DNA便可得知鯨鯊種群秘密

通過從海水當中搜集的DNA，科學家得以估算位於阿拉伯灣部分地區處於繁殖期的雌性鯨鯊數量

僅使用漂浮在海中的脫落細胞的DNA，科學家已經能夠確定這一世界上最大的物種之一、同時也是最神秘的海洋動物——鯨鯊的種群規模和遺傳特性。這項工作標誌著科研人員首次能夠通過所謂的環境DNA（eDNA）來估算水生物種的基因遺傳特性，藉助這項技術，科學家可以不用親臨大海，就能對大量水生動物的種群數量以及健康狀況展開研究。

西雅圖華盛頓大學（UW）的海洋生物學家海洋生物學家Ryan Kelly表示， 「這屬於『概念性的進步』」。 Ryan Kelly 並未參與此次研究，但他認為，這一成功「將環境DNA的研究的潛力推上了一個新的高度」。

研究始於2007年的一個夏天，在位於卡達海岸埃爾沙辛（Al Shaheen）的馬士基油田（Maersk Oil），一位工人看到了令他驚奇不已的一幕：一大群——約100隻鯨鯊正在海面捕食。此前科學家從未料到，這種體積跟一輛校車有一拼的龐然巨物，居然是這片水域的常客。隨後，該油田區域便成了開展鯨鯊行為研究的熱點地區。

通常情況下，鯨鯊的活動區域在遠離陸地的海域，因此它們很難被追蹤到。這一群活躍於埃爾沙辛油田附近的鯨鯊，距離阿拉伯灣海岸逾80公里。來自哥本哈根大學的丹麥國家自然歷史博物館的生物學家Eva Egelyng Sigsgaard 和她的團隊收集了含有表皮細胞（當然還摻有尿液和糞便）的海水，這些都是鯨鯊等海洋生物日常脫落（排泄）的。隨後研究人員分離出細胞，對其進行DNA提取以及測序，隨後根據特定的基因組，通過軟體將屬於鯨鯊的DNA進行標示。由於紫外線和微生物僅需幾天就會破壞鯨鯊的環境DNA，將其分解成不可檢測的小塊，所以樣本顯示的只能是近期在此地活動的鯨鯊，因此這些細胞是近期魚類活動的良好指標。

隨後，研究人員用環境DNA樣本來推算育齡雌性鯨鯊的數量——約有71000頭。團隊於《自然生態與演化》上發表文章稱，該數據與來自實際組織樣本的估算大體一致。從遺傳角度看，鯨鯊分為兩個群體，最新的研究揭示，出沒在埃爾沙辛油田海域的鯨鯊和印度洋-太平洋種群更為接近，而不是大西洋種群。

本月發表在PLOS ONE雜誌上的一份相關研究中，科學家展示了從格林蘭島附近海域收集的環境DNA數據，數據統計了哪些魚更容易被深水拖網捕撈。該研究很可能顛覆此前的海洋物種研究方式。使用環境DNA進行研究，不僅更為經濟，且操作上要比拽著深水拖網滿海底撈組織樣本更可行。團隊成員，同時也是丹麥自然歷史博物館魚館策展人Peter Rask M?ller介紹說，「僅通過環境DNA我們就能夠掌握相當詳細和精確的魚類種群的信息」。

在未來，像Kelly這樣的科學家的願景是，對於難以採樣的棲息地，可以使用環境DNA來確定其海洋生物多樣性，例如無法拖網的怪石嶙峋的海底。「環境DNA能否提供我們無法涉足地區的生物群落的有效信息呢？我想答案是肯定的。」

編輯：瀟寒

參考： http://www.sciencemag.org/news/2016/11/dna-collected-seawater-may-solve-mysteries-about-world-s-largest-fish

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