
記者 吳昱賢/綜合報導
丹麥哥本哈根大學(University of Copenhagen)團隊改良出一款「DNA 吸塵器」,只要抽取空氣、過濾其中的動物基因碎屑,就能判讀一地棲息著哪些野生動物。團隊在丹麥三處自然保護區實地採樣,單次調查便驗出逾 50 種鳥類,兩篇研究於 7 月發表於國際期刊。
動物脫落毛髮、羽毛或皮膚細胞時,會不斷把微量基因物質釋放到周遭,這些看不見的痕跡稱為「環境 DNA」(environmental DNA,簡稱 eDNA)。捕捉這些碎屑的裝置構造意外簡單:外殼是一個塑膠盒,盒內裝一顆電腦散熱風扇,將空氣抽過一片濾網,材質類似一般吸塵器集塵袋。
研究人員將吸塵器懸掛在樹上,回收濾網後送實驗室進行基因定序*,再與動物 DNA 資料庫比對。採樣地點包括芬島(Funen)以北的埃貝勒島(Æbelø)、阿邁厄島(Amager)的卡爾沃博公有地(Kalvebod Commons),以及日德蘭半島北部的小荒野沼(Lille Vildmose)。
*註:基因定序(DNA sequencing)是分析生物體內DNA或RNA鹼基排列順序(A、T、C、G)的技術。
結果在卡爾沃博公有地驗出綠翅鴨、扇尾沙錐、文須雀與鳳頭麥雞;小荒野沼測得灰林鴞、大斑啄木鳥、紅腹灰雀與歐洲野牛;埃貝勒島則出現白尾海鵰、長耳鴞與歐洲黇鹿。這些都是各地具代表性的物種,且沒有出現「不該在場」的雜訊。
「在我們的研究中,並未偵測到那些應該在數公里外才會出現的動物 DNA,這代表訊號反映的是在地野生動物,方法也變得更精準。」哥本哈根大學基因體研究所(Globe Institute)博士後研究員、兩篇研究主要作者之一博達瓦塔(Kasun Bodawatta)表示。
兩篇新研究各有分工。一篇檢視濾網材質、氣流量與保存溫度對捕捉效果的影響,於三地共記錄到 52 種鳥類、19 種哺乳類與 1 種兩棲類;另一篇則探討採樣時間長短,在小荒野沼驗出 54 種鳥類、18 種哺乳類與 1 種兩棲類,讓單次採樣可辨識的物種數明顯提升。
這項技術的價值在於「不必看見動物」。傳統陸域野生動物調查多仰賴目視觀察或架設自動相機,耗時費工,也可能驚擾動物。該團隊早在2022年,就在哥本哈根動物園驗證空氣採 DNA 可行,是全球最早的實踐該方法的團隊,隨後他們又在西蘭島(Zealand)森林區成功偵測野生動物。
團隊期望這套方法未來能協助判斷某區域是否還有瀕危物種棲息,或在外來入侵種尚未釀成問題前及早偵測。「我們希望 DNA 吸塵器成為物種普查工具箱裡的一項新利器,例如用來掌握保育措施如何影響一地的生物多樣性。」環境 DNA 專家、基因體研究所副教授博曼(Kristine Bohmann)說。
接下來,團隊將研究空氣中的動物 DNA 如何隨時間與空間擴散,也就是釐清「這隻動物離採樣點多近、離開多久了」,並測試技術在丹麥以外的氣候——例如熱帶地區——是否同樣管用。兩篇研究分別發表於《通訊生物學》(Communications Biology)與《生態學與演化方法》(Methods in Ecology and Evolution)。

