白鯊的敏銳嗅覺具有傳奇色彩，可以檢測到幾英里外的潛在膳食 - 讓我們這些在海洋中工作和玩耍的人停下來。

但是現(xiàn)在人類可以嗅出它們，這要歸功于加州州立大學長灘分校(CSULB)和中密歇根大學(CMU)的同事們，加州大學圣巴巴拉分校和美國地質(zhì)調(diào)查局的研究人員之間的合作。通過環(huán)境DNA(eDNA)的發(fā)展，科學家 - 很快，也許，任何好奇的個體 - 都可以確定白鯊是否在附近。

“這項研究的目標之一是讓救生員能夠走到岸邊，挖出一些水，晃動它，看看白鯊是否在附近，”美國地質(zhì)調(diào)查局生態(tài)學家，加州大學海洋學院海洋研究員凱文拉弗蒂說。科學研究所(MSI)。他是新文章“用環(huán)境DNA檢測南加州白鯊”的主要作者，發(fā)表在“海洋科學前沿”雜志上。

該團隊的結(jié)果增加了越來越多的證據(jù)表明，由于過度捕撈而導致數(shù)量下降的白鯊在過去幾年中一直在加利福尼亞海岸卷土重來。

根據(jù)CSULB教授，白鯊專家和研究報告的共同作者Chris Lowe的說法，復興的原因在于州和聯(lián)邦對捕撈成功的保護，海洋哺乳動物種群的恢復以及更好的漁業(yè)管理。

“然而，白鯊人口的恢復是在一段時間內(nèi)共同發(fā)生的，當時有更多人使用沿海海洋進行娛樂，最終增加了相互作用的可能性，”他說。“在過去的八年里，加利福尼亞州的幼年白鯊的出現(xiàn)率大幅上升，但人們對鯊魚的叮咬并沒有顯著增加。”

環(huán)境DNA是從環(huán)境中收集的遺傳物質(zhì)，而不是生物體內(nèi)的物質(zhì)。動物可能留下的東西 - 如粘液，糞便或脫落的皮膚 - 包含它們的遺傳特征，可以通過基因測序解析和鑒定?？茖W家可以提取和擴增水樣中發(fā)現(xiàn)的DNA片段中的特定基因，并確定這些樣本中包含的DNA是否來自特定物種。

在加利福尼亞州南部加州大學圣巴巴拉分校沿海的卡皮特尼亞，羅威曾在加利福尼亞州南部的幾個夏季/秋季幼兒園之一的聲音和衛(wèi)星跟蹤標記的幼鯊。Lafferty和Lowe想知道這些鯊魚是否留下了可檢測的eDNA羽流。在eDNA專家和MSI研究員Chris Jerde分享他與CMU的Andrew Mahon開發(fā)的新協(xié)議之前，Lafferty使用eDNA對鯊魚進行采樣幾乎沒有成功。

“十年前，我們開始研究eDNA，”該論文的共同作者杰德說。“從那時起，技術(shù)的進步大大提高了該方法的可靠性，便攜性和廣泛應用。”

使用稱為數(shù)字液滴PCR的新物種特異性遺傳分析，CMU生物學教授和研究合著者Mahon設計了Lowe發(fā)送給他的白鯊組織的特定遺傳標記。Mahon的學生Kasey Benesh盲目地分析了水樣和控制。鯊魚聚集附近的樣本與白鯊組織中的基因相匹配，而一英里外的水樣則沒有，證實水樣可以嗅出白鯊。

因為eDNA可以隨著電流漂移，并且鯊魚可以在eDNA降解的時間內(nèi)長距離游泳，所以新方法只能粗略地了解鯊魚在特定時刻的實際位置。盡管如此，“Chris Lowe現(xiàn)在可以在他的新白鯊監(jiān)測計劃中添加eDNA，其中包括實時聲學跟蹤和無人機飛行，”Lafferty說。

對于沖浪者，海洋游泳者和海灘游客來說，白鯊數(shù)量的增加可能引起關(guān)注。雖然白鯊不以人類為食(青少年喜歡吃光線和其他魚類)，但他們肯定會因為防御，好奇或錯誤的身份而咬人，造成嚴重或致命的傷害。環(huán)境DNA監(jiān)測可以讓救生員和其他人對公共安全線索負責，以確定何時要格外警惕，并幫助海洋生物學家了解白鯊在保護方面的恢復情況。

“我們現(xiàn)在可以沿著海岸采樣eDNA，為白鯊制作更好的地圖和季節(jié)，”Lafferty說，“如果我們能為白鯊做這件事，我們也可以為其他海洋物種做這件事。”

Lowe補充說：“我們不僅可以使用eDNA來確定白鯊是否出現(xiàn)在海灘上，還可以確定他們最喜歡的食物是否存在，例如黃貂魚。一旦我們能夠更好地改進和校準方法另一個目標是將eDNA技術(shù)整合到自動地面車輛中，這些車輛可以被編程為沿著海岸采樣水移動并將數(shù)據(jù)發(fā)送到云中，同時向當?shù)鼐壬鷨T發(fā)送文本警報，指出特定位置存在白鯊。這項技術(shù)為未來近實時監(jiān)控帶來了巨大希望。“

科學家研究的結(jié)果證明，eDNA測序已成為追蹤單一物種的一般運動以及實時監(jiān)測一個地區(qū)生物多樣性的有力工具。最初是一種檢測入侵物種(如亞洲鯉魚和牛蛙)存在的工具，eDNA也被用于檢測通常難以捉摸的受威脅和瀕危物種，如阿羅約蟾蜍，加州紅腿蛙和潮水蝦虎魚。

“eDNA的新進展不僅可以檢測到單一物種，而且可以篩選所有魚類或所有兩棲動物的水樣DNA，”Jerde說。“用于解碼人類基因組的相同技術(shù)現(xiàn)在用于對水樣中的所有DNA進行測序。從中我們可以監(jiān)測魚類種群，測量稀有物種的存在與否，并更好地聯(lián)系氣候變化和污染如何影響生物多樣性“。