環境DNA從空氣樣本過濾 隔空可採集動物足跡

過去監測生物數量時,通常利用定點計數或聲探計測的方式,藉以推測現存數量;不過隨著DNA檢測技術越來越成熟,科學家已經可以利用空氣中或是水中的環境樣本,從中擷取動物DNA,不只能用於監測生物多樣性,也可以找出外來物種。

小小方型濾網安裝在動物園溫室中的排風扇,隨著DNA檢測技術越來越成熟,科學家現在可以在空氣中取得環境樣本,捕捉動物DNA。

哥本哈根大學演化基因體學副教授博曼說明,十幾年來科學家發現,環境中的DNA幾乎無所不在,「舉例來說,你可以從湖中取得樣本,你就能知道有什麼魚生活在湖裡。」

動物身上組織碎片、生殖細胞乃至排泄物,都帶有DNA,因此在移動過程中,會掉落在各處。研究人員採集土壤、空氣和水源的樣本,就能抽取環境DNA;而讀取環境DNA,就可以知道所處環境有哪些物種,掌握生態系的食物鏈。

博曼表示,動物在空氣中留下足跡,因此過濾空氣樣本就能取得DNA相關線索。

環境DNA可用於監測物種的多樣性,也能偵測外來物種,特別是水底生態。過去丹麥哥本哈根動物園也曾經利用這項技術,來偵測園區生物數量和分布情形。

哥本哈根動物園主任貝特爾森指出,野生環境很難監測,「如果是要在遼闊的草原尋找長頸鹿相對容易,但如果你是要尋找貘,不是在圈養的環境,而是在茂密的熱帶雨林中,就會變得非常困難。」

儘管環境DNA技術在研究初期取得良好成效,但仍有一定缺陷,例如在熱帶雨林等物種數量太龐大的地區,就不適合使用。

哥本哈根大學博士後研究員林加德說明,由於無從得知動物DNA在空中停留多久,也不知道動物群體之間的差異,因此動物若有不同行為,就可能脫落更多DNA片段。

相較過去利用鏡頭捕捉動物,推測生物數量的統計方式,採集環境DNA顯得更有效率,也不具侵入性,可以減少對野生動物生活的干預。

多倫多約克大學生物學教授克萊兒表示,若架設陷阱相機,動物必須走到鏡頭前才能觀察,若在鏡頭之後則永遠無法看見;而若使用定點計數、聲探計測或實際勘查等方式,動物必須實際出現才能計算,而環境DNA好處在於,只要取得動物留下來的足跡即可。

雖然資料庫中已建檔的生物DNA序列數量不多,但研究團隊希望未來能制定一套標準化流程,捕捉瞬息萬變的生態系。

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