美國地質(zhì)調(diào)查局的科學(xué)家們開發(fā)了第一個(gè)實(shí)驗(yàn)室測試，可以在他們居住的水道中捕獲海牛遺傳物質(zhì)的痕跡。使用在田間收集的水樣，創(chuàng)新的環(huán)境DNA測試可以揭示過去一個(gè)月內(nèi)是否有一個(gè)或多個(gè)難以捉摸的海洋哺乳動(dòng)物在該地區(qū)。

該測試可以檢測海牛的存在，其他方法不起作用，幫助科學(xué)家識(shí)別海牛使用的棲息地及其季節(jié)性運(yùn)動(dòng)的模式，并告知努力恢復(fù)被認(rèn)為接近滅絕的野生海牛種群，例如美國地質(zhì)調(diào)查局研究遺傳學(xué)家瑪格麗特·亨特說，巴西或西非。

“環(huán)境DNA檢測是監(jiān)測難以發(fā)現(xiàn)的物種的未來浪潮，”亨特說。“有些物種，如海洋哺乳動(dòng)物，生活在人類不能輕易追隨它們的地方。其他物種數(shù)量少，分布廣泛，偽裝好，或善于避免與人接觸。將eDNA工作的新進(jìn)展與其他技術(shù)方面，我們可以更全面地了解這些野生種群，而不會(huì)打擾它們。“

亨特領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組分離出了海牛身體殘留物中發(fā)現(xiàn)的獨(dú)特DNA片段，如唾液，皮膚細(xì)胞，排泄物和呼出的水蒸氣。該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種遺傳標(biāo)記，用于指示動(dòng)物環(huán)境中濃縮水樣中這些DNA片段的存在。他們的工作在2018年3月13日發(fā)表在Endangered Species Research期刊上的科學(xué)論文中有所報(bào)道。

eDNA探針可以檢測來自所有三種海牛物種的遺傳物質(zhì)：佛羅里達(dá)和加勒比地區(qū)的西印度海牛(Trichecus manatus);不太了解的非洲海牛(Trichecus senegalensis);和南美洲的亞馬遜海牛(Trichecus inunguis)在黑暗的河水中難以察覺，其豐度，范圍和行為在很大程度上是未知的。國際自然保護(hù)聯(lián)盟認(rèn)為這三種物種都很脆弱，根據(jù)“瀕危物種法”，西印度海牛被列為受威脅物種。

緩慢移動(dòng)和隱秘的野生海牛經(jīng)常被樹葉，陰天或黑暗的水或惡劣的天氣所掩蓋?？茖W(xué)家通常使用航空測量來查找和監(jiān)測它們。

“在某些情況下，即使我們知道海牛在那里也無法檢測到海牛，”亨特說。“但是我們的研究發(fā)現(xiàn)，與更傳統(tǒng)的航空測量方法相比，eDNA調(diào)查改善了野外海牛的檢測?，F(xiàn)場生物學(xué)家收集樣本相對容易，即使實(shí)驗(yàn)室的方法不容易。 “

Hunter于2013年秋季開始開發(fā)eDNA測試。利用已經(jīng)測序的野生動(dòng)物基因組數(shù)據(jù)庫和從活體動(dòng)物或尸體中采集的組織樣本，該團(tuán)隊(duì)確定了海牛特有的DNA序列。研究人員開發(fā)了一種遺傳標(biāo)記，可在海牛DNA存在的情況下發(fā)出熒光。亨特說，海牛遺傳物質(zhì)的一個(gè)片段 - 在總共16,882個(gè)DNA堿基對中只有69個(gè)DNA堿基對 - 足以產(chǎn)生可靠的結(jié)果。

該探針上濃水樣測試，從佛羅里達(dá)州的東海岸的區(qū)域海牛聚集，在佛羅里達(dá)州的狹長地帶，在那里他們少很多，而且在古巴關(guān)塔那摩灣湖奧薩，喀麥隆，在那里的觀察員有時(shí)會(huì)看到動(dòng)物的位置在水里。一些樣品來自咸水或咸水的海灣和瀉湖，其他來自淡水湖泊和海灣。注意避免被雜散DNA污染，研究小組過濾水樣并濃縮DNA。在定量DNA檢測器中分析樣品，這是一種先進(jìn)的裝置，可將每個(gè)水樣分離成多達(dá)20,000個(gè)液滴，并分析每個(gè)水樣中的海牛DNA痕跡。

探測器在佛羅里達(dá)州的所有六個(gè)地點(diǎn)以及關(guān)塔那摩灣的所有五個(gè)地方檢測到了海牛eDNA，但在喀麥隆的一個(gè)地方。它不受鹽度水平的影響。但研究人員發(fā)現(xiàn)，在富含有機(jī)物的水域，如森林覆蓋的瀉湖，水中高含量的單寧和其他天然化學(xué)物質(zhì)有時(shí)會(huì)干擾探測器。還有另一個(gè)警告：探測器“給我們水樣中的海牛DNA濃度，但它還不能告訴我們有多少動(dòng)物存在，”亨特說。“它可以檢測到你旁邊的一只動(dòng)物或上游的十只動(dòng)物。”

研究人員可能接下來的步驟包括改進(jìn)海牛探針并為儒艮，相關(guān)物種或其他海洋哺乳動(dòng)物開發(fā)類似的探針。