從判斷“有沒有魚”到說清楚“有多少魚” 上海科學家讓生態監測更“聰明”

想知道一片水域里有多少魚，不用撒網捕撈，只需取一瓢水就能算出？記者19日從上海海洋大學獲悉，該校環境DNA技術與水生態健康評估工程中心李晨虹團隊在國際知名期刊《分子生態資源》(Molecular Ecology and Resources)上發表了題為“Estimation of Species Abundance Based on the Number of Segregating Sites Using Environmental DNA(eDNA)”的封面文章，為環境DNA(eDNA)定量技術的應用提供了新思路，未來或可讓生態監測像“查指紋”一樣高效。

“凡是生物存在過的地方就會留下它們的痕跡，同樣的，魚游過也會在水中留下DNA‘痕跡’。”李晨虹表示，eDNA是指生物體釋放至體外環境(包括水體、土壤、空氣等)中的DNA片段。其來源廣泛，一方面源于生物皮膚、鱗片受損導致的細胞脫落，另一方面則來自生物在呼吸、排泄、繁殖等正常生理活動中釋放的DNA。

借助eDNA進行生物監測，是一種高效、靈敏且對生物無損傷的技術手段，在生物多樣性評估、瀕危物種保護以及入侵生物監測等領域展現出了巨大的應用潛力。特別是在實施長江“十年禁漁”等大規模生態保護舉措的背景下，傳統漁業調查方法受到一定限制，而環境友好型的eDNA技術則凸顯出其獨特的優勢和重要性，為生物資源與生態環境研究提供了有力支持。

科研人員在開展魚體重量、數量及是否投喂對eDNA影響的實驗。

上海海洋大學供圖

長久以來，eDNA技術一直有個“痛點”：它能判斷“有沒有魚”，卻很難說清楚“有多少魚”。直接依據eDNA濃度來估算環境中物種數量或生物量，其效果往往不盡如人意，難以獲得準確可靠的定量結果。

為了解決eDNA技術發展“痛點”，李晨虹帶領團隊決定另辟蹊徑：先用計算機模擬不同魚群規模，發現“差異點數量”與魚的數量高度相關。經過對比篩選，李晨虹決定選用具有較高的遺傳多樣性，并且易于飼養的矛尾刺蝦虎魚開展進一步實驗。

“我們團隊開發的基于分離位點數的eDNA定量方法，優于當前主流的eDNA拷貝數法。相比之下，該方法的優勢在于不受物種體型、攝食行為等環境變量的干擾，能夠更加穩定、精準地評估目標物種的數量。”李晨虹說，無論魚在吃飯、休息，都不影響差異點數量，這就可以讓生態監測更高效。

據悉，研究的發現為eDNA技術的定量分析提供了一種新的思路，有望提升eDNA在物種監測、生態評估及生物多樣性研究中的應用精度。未來研究可進一步拓展至更廣泛的生境和目標物種，以驗證該方法的適用性，并優化其在實際生態監測中的應用策略。(完)

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