「環境DNA調查」透過檢測漂浮在水中的生物DNA,以確定棲息在水中的物種,此項研究引起了人們的關注。北海道大學等機構對日本的256條河流的水域進行調查後,發現了瀕臨滅絕的日本海鰻的棲地。之後,政府機構也開始引進該方法來保護環境和了解漁業資源。這種技術未來很可能成爲人與自然共存的重要技術。
對日本國内256條河流中的日本海鰻DNA含量進行了調查(北海道大學笠井教授提供)。
在環境DNA調查中,主要針對漂流在水中生物的DNA進行調查,包括它們的排泄物和從它們身體上脫落的細胞等。每個生物體都有自己獨特的DNA。透過用特殊裝置擴增並擷取水中的DNA數量後,與待檢生物的DNA序列進行比較,就能估算出生活在附近環境的物種和數量。
由北海道大學、龍谷大學、國立環境研究所、京都大學等組成的研究團隊爲了瞭解日本海鰻的分佈情況,在日本國内256條河流的365個地點進行了環境DNA調查。他們測量了水溫以及鹽度,應答了是否有結構物阻擋水流,並從河裏提取了數百毫升的水進行過濾。並將其中DNA帶回實驗室進行擴增調查,以確定日本海鰻DNA的含量。
調查後發現,有大量日本海鰻棲息在日本本州西部太平洋一側和瀨戶內海等地,而在日本海一側的北陸和東北地區幾乎沒有。北海道大學的笠井亮秀教授表示:「如果能弄清其分佈情況,對保存和放生都有幫助。」
到目前爲止,基本是採取實際捕捉的方法來調查生物物種分佈情況的。根據物種的不同,捕捉它們的難易程度也不一樣,甚至還有對其生態環境不瞭解的情況。所以要想做到全面詳盡的調查需要花費大量的時間和精力。
日本海鰻被認爲是在遠離日本的馬里亞納海溝附近產卵,然後魚卵和幼魚被黑潮(Kuroshio Current,又稱日本暖流)帶回日本的。日本海鰻的生活環境多種多樣,不僅生活在河流中,還包括湖泊、沼澤和濱海帶等地區,所以,長期以來很難用統一的方法對其進行調查。
環境DNA調查只需要縮水採樣和檢查DNA,與傳統的捕捉後進行調查的方法相比,所需的時間和成本更低。
確立該調查方法的神戶大學的源利文副教授說:「用來擷取DNA序列的設備‘新一代測序儀'的性能在不斷提高,成本則不斷降低,這些進步也推動了環境DNA調查的普及。」目前有公司以3萬~5萬日元的價格承接調查專案,還有望進一步降低費用。
在負責管理河流和研究環境的政府機構中,開始越來越多地引入環境DNA調查。對生物的調查不僅對環境保護至關重要,而且在河道維護程序中也要考慮對生物的影響和保存。日本國土交通省已開始考慮將環境DNA調查作爲「全國河川水岸地區普查」的調查方法之一,針對日本國内的主要河川和水壩環境進行調查。
日文:張耀宇、《日經產業新聞》、2021年3月24日
中文:JST客觀日本編輯部