當(dāng)我們穿越環(huán)境時(shí)，我們都留下了我們的存在痕跡。我們的皮膚細(xì)胞，頭發(fā)，唾液或血液持續(xù)存在?？梢詮倪@些細(xì)胞中取出DNA來識(shí)別我們，就像在犯罪節(jié)目中一樣。動(dòng)物也不例外 - 它們?cè)谟斡?，爬行和穿越各種棲息地時(shí)留下DNA。就像那些不可避免地留下DNA痕跡的罪犯一樣，我們現(xiàn)在可以利用基因測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步來檢測(cè)棲息地中的物種，甚至不必看動(dòng)物。

我們正在利用這項(xiàng)技術(shù)對(duì)有史以來最大規(guī)模的鴨嘴獸種群進(jìn)行調(diào)查。

在我們的環(huán)境中尋找DNA

在環(huán)境樣本中發(fā)現(xiàn)的DNA，如水，恰當(dāng)?shù)胤Q為環(huán)境DNA - 或eDNA。這種DNA的來源因皮膚細(xì)胞和頭發(fā)，糞便和粘液而異。DNA可以來自活細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)DNA，以及來自環(huán)境中細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞的細(xì)胞外DNA。

我們可以找到eDNA的一系列可能的環(huán)境樣本令人驚訝。我們可以分析蜜蜂中的蜂蜜，看看他們?nèi)ミ^的花朵，檢查掠食者的糞便，確定他們吃了什么，或者從河里取水來確定哪些魚類生活在那里?？茖W(xué)家可以從淡水和海水中收集環(huán)境DNA，以及雪，冰芯，洞穴沉積物甚至空氣。

根據(jù)研究的目標(biāo)，我們可以針對(duì)單個(gè)物種或由多個(gè)物種組成的整個(gè)群落。單種檢測(cè)方法識(shí)別樣品中的目標(biāo)物種的DNA。

我們可能希望找到受威脅物種的種群，例如維多利亞州的矮人星系，或者測(cè)試入侵物種的存在，例如澳大利亞北部的甘蔗蟾蜍。由于下一代測(cè)序技術(shù)的可及性日益增加，最近開發(fā)了多物種采樣，通常稱為元條形碼。

通過從eDNA樣本中識(shí)別整組物種，Metabarcoding可以產(chǎn)生大量信息。將樣品中發(fā)現(xiàn)的大量DNA序列(DNA代碼)與已知遺傳序列的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較，以確定存在哪些物種。

環(huán)境威脅

隨著對(duì)我們的環(huán)境和生物多樣性的威脅的增加，越來越需要有效地監(jiān)測(cè)整個(gè)景觀中的物種。有時(shí)這些動(dòng)物很難用傳統(tǒng)方法檢測(cè)，如誘捕或電燙。研究人員或管理人員可能不得不反復(fù)訪問某個(gè)地點(diǎn)，以確定物種是否存在。稀有或隱蔽物種的檢測(cè)尤其困難。

環(huán)境DNA采樣是非侵入性的，因?yàn)槲覀儾恍枰幚砘虿东@動(dòng)物以獲得我們需要的證據(jù)。環(huán)境DNA采樣也可能發(fā)生在不可行或不可能使用其他方法的地方。

例如，電鍍 - 一種常用于調(diào)查魚類的方法 - 在鹽度過高的情況下不會(huì)發(fā)生。某些類型的動(dòng)物在某些生命階段也難以分化，如蝌蚪或幼蟲，但這些生物仍能脫落可通過環(huán)境DNA取樣檢測(cè)到的DNA。

與適當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)采樣方法相比，環(huán)境DNA采樣對(duì)于檢測(cè)許多物種也更敏感。雖然eDNA目前不提供有關(guān)個(gè)體的信息，例如他們的健康狀況或性別，但它允許在大空間尺度上收集物種數(shù)據(jù)，并增加了管理者，環(huán)保主義者和科學(xué)家可以用來保存我們精彩生物多樣性的工具。

在鴨嘴獸的蹤跡

鴨嘴獸是澳大利亞最受歡迎和最獨(dú)特的物種之一，但最近被世界自然保護(hù)聯(lián)盟瀕危物種紅色名錄歸類為近乎受到威脅。

研究人員已經(jīng)在某些地區(qū)檢測(cè)到種群數(shù)量下降或局部滅絕，但是在野外發(fā)現(xiàn)鴨嘴獸很難被發(fā)現(xiàn)。

通常，使用fyke或gill網(wǎng)中的直接捕獲對(duì)群體進(jìn)行采樣。捕捉鴨嘴獸是時(shí)間和勞動(dòng)密集型的，并且不能保證即使鴨嘴獸在溪流中，它們也會(huì)被捕獲，特別是在它們不多的情況下。

雖然已知整個(gè)澳大利亞東部都有鴨嘴獸，從維多利亞到昆士蘭，但它們的確切分布仍然很大程度上未知。這使得對(duì)其真實(shí)保護(hù)狀態(tài)或主要威脅的影響的嚴(yán)格評(píng)估非常困難。傳統(tǒng)的調(diào)查方法過于昂貴且在邏輯上具有挑戰(zhàn)性，無法真正評(píng)估大面積鴨嘴獸的發(fā)生情況。

在我們的新項(xiàng)目 - 與圣地亞哥動(dòng)物園全球，cesar和幾個(gè)州機(jī)構(gòu)的合作 - 我們將在澳大利亞東南部收集數(shù)以千計(jì)的eDNA樣本，這是有史以來規(guī)模最大的鴨嘴獸分布調(diào)查。

我們?cè)谶@么大的區(qū)域進(jìn)行密集抽樣將提供不同于任何誘捕調(diào)查所能達(dá)到的數(shù)據(jù)，并且有望為鴨嘴獸保護(hù)面臨的主要問題之一提供答案：他們現(xiàn)在在哪里?

該項(xiàng)目不僅會(huì)產(chǎn)生關(guān)于鴨嘴獸當(dāng)前分布的新數(shù)據(jù)，還將使我們能夠理解為什么物種在過去看到的地區(qū)正在下降。使用eDNA了解鴨嘴獸減少的原因，我們可以幫助告知管理行動(dòng)，以保護(hù)這個(gè)標(biāo)志性的澳大利亞物種。

我們希望后代能夠繼續(xù)享受這種鴨嘴鳥，海貍尾巴，產(chǎn)卵哺乳動(dòng)物，潛入澳大利亞東部溪流和河流的獨(dú)特體驗(yàn)和興奮。