動物園里的空氣充滿了各種氣味,，從用作飼料的魚到食草動物的糞便。但你知道嗎,，它也充滿了生活在那里的動物的DNA,。在1月7日的細胞出版社（Cell Press）旗下期刊Current Biology （《當代生物學》）上，兩個研究小組各自發(fā)表了一項獨立的概念驗證研究,，表明通過從當?shù)貏游飯@采集空氣樣本,，他們就可以收集到足夠的DNA來識別附近的動物。這可能被證明是追蹤生物多樣性的一種有價值,、非侵入性的工具,。

　　“捕獲來自脊椎動物在空氣中傳播的環(huán)境DNA，甚至有可能使我們探測到那些看不到的動物,�,！备绫竟�根大學研究團隊負責人Kristine Bohmann說,。

　　陸生動物可以通過許多方式加以監(jiān)測：直接通過攝像機和現(xiàn)場觀察，或者間接通過它們留下的東西,，比如腳印或糞便,。這些方法的缺點是需要進行密集的野外工作，并且需要動物在場,。例如,，通過攝像機監(jiān)控動物需要知道在動物路徑上放置攝像機的位置，并從成千上萬張圖片中篩選,，這通常還需要一點運氣,。

　　“在我職業(yè)生涯的早期，我曾去過馬達加斯加,，希望能看到很多狐猴,。但實際上，我很少見到它們,。相反,，我只是聽到它們從樹冠上跳開�,！盉ohmann說,，“所以，對許多物種來說,，通過直接觀察發(fā)現(xiàn)它們需要做很多工作,，尤其是如果它們神出鬼沒，生活在非常封閉或難以接近的棲息地,�,！�

　　“與人們在河流和湖泊中發(fā)現(xiàn)的東西相比，監(jiān)測空氣中的DNA真的非常困難,，因為空氣中的DNA似乎被超級稀釋了,。”倫敦瑪麗女王大學研究小組的首席研究員Elizabeth Clare （Clare現(xiàn)在在多倫多約克大學）說,，“但我們的動物園研究在不同的樣本,、基因、地點和實驗方法上還沒有失敗,。所有這些都非常有效,�,！�

　　Bohmann和Clare通過收集含有動物脫落DNA的其他樣本,，從他們過去監(jiān)測野生動物的研究中汲取了大量資源。這被稱為“環(huán)境DNA”或eDNA,，是一種成熟的技術,，最常見的是通過對水樣中的eDNA進行測序來監(jiān)測水生生物,。

　　“空氣包圍著一切，我們希望在優(yōu)化對動物DNA的真實檢測的同時,，避免樣本受到污染,。” Bohmann說,，“我們對空氣中eDNA的最新研究涉及到我們通常處理eDNA樣本時所做的事情,，只是稍微調整了一下�,！�

　　每個研究小組都在當?shù)貏游飯@進行他們的研究,，在動物園的不同地方收集樣本，包括熱帶房屋和室內馬廄等有圍墻的圍欄,，以及露天的室外圍欄,。“為了收集空氣中的eDNA,，我們使用了一個風扇,，就像你用來冷卻電腦的風扇一樣，并在風扇上附加了一個過濾器,。然后我們讓它運行一段時間,。”哥本哈根大學第一作者,、博士后研究員Christina Lynggaard說,。

　　風扇從動物園和周圍的環(huán)境中吸進空氣，這些空氣可能含有多種來源的遺傳物質,，比如呼吸,、唾液、皮毛或糞便,，盡管研究人員還沒有確定其確切來源,。 “它可以是任何在空中飛行的東西，而且足夠小,，可以持續(xù)漂浮在空中,。”Lynggaard說,，“在空氣過濾后,，我們從過濾器中提取DNA，并使用PCR擴增技術復制了大量動物DNA,。在DNA測序之后,，我們處理了數(shù)以百萬計的序列，并最終將它們與一個DNA參考數(shù)據(jù)庫進行比較,，以確定動物物種,�,！�

　　“這是一種信念上的飛躍，因為當你處理常規(guī)組織,，甚至水生DNA樣本時,，你可以測量有多少DNA，但我們處理的這些樣本是法醫(yī)鑒定的微量DNA,�,！� Clare說，“在很多情況下,，當我們只取樣幾分鐘時,，我們無法測量DNA，所以我們必須跳到PCR的下一個階段,，即找出其中是否有任何物質,。當我們進行數(shù)小時的抽樣時，我們會得到更多,，但這是一種權衡,。”

　　在每一項研究中,，研究人員都發(fā)現(xiàn)了動物園內的動物和附近的野生動物,。Clare的團隊來自倫敦瑪麗女王大學，他們檢測到了25種哺乳動物和鳥類的DNA,，甚至還檢測到了在英國瀕臨滅絕的歐亞刺猬的DNA,。哥本哈根大學的Bohmann團隊則發(fā)現(xiàn)了49種非人類脊椎動物，包括哺乳動物,、鳥類,、爬行動物、兩棲動物和魚類,。這些動物包括動物園里的動物,，如??狓和犰狳，甚至熱帶溫室池塘里的孔雀魚,，以及當?shù)氐膭游�,，如松鼠，和有害的動物,，如褐鼠和家鼠,。此外，他們還在動物園里發(fā)現(xiàn)了用作其他動物飼料的魚類,。兩個團隊都采取了廣泛的措施來檢查他們的樣本是否被污染,，包括被實驗室里已經(jīng)存在的DNA污染。

　　通過選擇一個動物園作為他們研究的地點,，研究人員知道了大量非本地物種的位置,，這樣他們就可以分辨出真實信號和污染物之間的區(qū)別�,！拔覀儽緛硐肴マr場,，但如果你采集到奶牛的DNA，你必須問：‘這頭牛是在這里,，還是在100英里以外,，還是在某人的午餐里？’”Clare說,，“但以動物園為模型,，除了動物園的老虎，我沒有其他方法能夠檢測到老虎的DNA,。這讓我們能夠真正測試檢出率,。”

　　Clare說：“我們的實驗室都在開發(fā)和應用新工具,，所以也許我們在同一時間有了相同的想法并不奇怪,。

　　然而，這兩個研究小組同時在《當代生物學》發(fā)表論文絕不是巧合,。兩個小組在一個預印本服務器上看到彼此的文章后,，決定共同向雜志投稿。 “我們決定賭一把,，我們不愿意在這個項目上競爭,。” Clare說,，“事實上,，這是一個非常瘋狂的想法，我們最好有獨立的證據(jù)證明這是有效的,。兩個團隊都非�,？释�看到這項技術的發(fā)展�,！保ń�(jīng)濟日報記者 佘惠敏）