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凡存在必留下痕跡!追蹤野生動物新技術 從空氣提取DNA

記者 李娉婷/報導

透過DNA檢測,人們可以獲得許多重要資訊,一般來說,檢測會採集唾液、血液或毛髮作為樣本,但事實上,DNA無所不在──就是字面上的意思,它飄蕩在地球上所有生物的周圍!如今,科學家已經找到方法來檢測這些看不見的遺傳物質痕跡,識別釋放它們的動物,而這種技術,為查明環境中稀有野生動物的存在開闢了一條有力途徑。

兩組團隊都從動物園空氣中的DNA片段檢測到了動物的基因序列。   圖片來源:pixabay(CC0)

《衛報》(The Guardian)報導,這項發現在今年稍早由英國和丹麥的研究小組獨立完成,透過這種非侵入性的檢測方式,科學家們可以查明沙漠、熱帶雨林和其他惡劣環境中稀有野生動物的存在。加拿大約克大學(York University)的Elizabeth Clare教授說:「這可能會改變我們研究生物多樣性的方式,我們用於追蹤動物的其他技術,例如自動相機或聲學監測(acoustic monitoring),都依賴於動物是否存在於你附近或面前。從空氣中取得牠們的DNA的侵入性小多了,而且更靈活。比如說,你可以在不打擾牠們的情況下檢測洞穴中生物的存在。」

去(2020)年12月,當時任職於倫敦大學瑪麗王后學院(Queen Mary University of London)的Clare和她的同事在英國劍橋郡的哈默頓動物園(Hamerton Zoo Park)的20個定點設置了帶有靈敏過濾器的真空幫浦,Clare表示:「我們意識到動物園是測試這類技術的絕佳地點,因為那裡的動物不是本土動物,而且牠們的活動空間限制在圍欄內。這表示如果我們檢測到了空氣中的DNA,我們就能準確地知道它來自哪裡,以及它傳播了多遠。」

研究小組總共蒐集了72個空氣樣本,他們使用聚合酶連鎖反應(PCR)技術來放大過濾器中分離出來的少量DNA片段,並進行了基因測序,將結果和已知的動物序列比對,最後從這些被釋放到空氣裡、看不見的DNA痕跡中識別出了17種動物園裡的動物!

Clare說:「我們發現了老虎DNA、澳洲野犬DNA,以及最多的,來自白頸狐猴的DNA。牠們的DNA分佈最廣,我們不知道為什麼會這樣,但和其他動物相比,狐猴肯定非常活躍,牠們在籠舍裡蹦跳,對漫步過牠們身邊的人產生非常大的興趣。相較之下,其他動物很多都活動力低落,因為是在冬天。」

有趣的是,由丹麥哥本哈根大學(Copenhagen University)的Christina Lynggaard 和Kristine Bohmann帶領的研究小組在同時期也有類似發現,他們在哥本哈根動物園(Copenhagen Zoo)的幾個地點抽取空氣,並從過濾器中發現的DNA檢測出49個物種。Bohmann說:「我們非常震驚,我們發現了哺乳動物、魚類、鳥類和爬行動物的DNA,從大型動物到小型動物、有羽毛的到有鱗片的都有。我們甚至檢測到孔雀魚的DNA,而牠們生活在動物園熱帶屋的池塘裡。」

除此之外,兩個研究團隊都發現他們也能查明當地野生動物、附近寵物和被當作飼料投餵的動物的存在,Bohmann說:「我們意識到我們檢測出了被餵養給動物園動物的動物的DNA,像是魚,我們還收集到了當地貓狗和當地野生動物的DNA。我們能夠檢測出的內容多的驚人。」她補充表示:「關於追蹤空氣中的DNA,我們還需要弄清楚許多事,但它帶來的益處非常令人興奮。」

空氣傳播的DNA檢測未來可能會用於害蟲追蹤、在不打擾動物的情況下精確定位牠們在洞穴中的位置等,不過,兩組科學家都坦承,在這項技術成為研究生物多樣性的標準方法前,還有一些障礙需要克服。Clare說:「你可能會檢測到一段老虎DNA,但我們不能確定它是在何時被動物釋放的,可能是幾分鐘、幾小時或幾天前。目前我們無法計算出DNA在空氣中能存活多久,這是這項技術中我們必須解決的眾多問題之一。」

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