文|陈根
水生动物在环境中活动时，通常会以皮肤细胞的形式留下遗传物质，环境DNA（eDNA）则允许科学家们从水生物种留下的微小遗传物质中检测它们的存在。这种“DNA汤”不仅对提供关于敏感地区生物多样性的变化具有不可替代的意义，而且对于理解、促进和保护海洋健康至关重要。
具体来说，eDNA可以被描述为生物体释放到环境中的任何DNA。就水样而言，eDNA可来自上皮细胞、排泄物、腐烂的生物体或组织碎片、生殖细胞。随着分子生物学与高通量测序技术的发展，eDNA的应用领域也在不断的拓展，包括生态学、保护生态学、入侵生态学，以及生物多样性监测等方面。
近日，蒙特雷湾水族馆研究所（MBARI）的研究人员利用一款全新自主水下机器人对eDNA进行了采样。该机器人由长距离自主水下航行器（LRAUV）和环境样品处理器（ESP）两部分组成。其中LRAUV是一个灵活的水下机器人，能够一次行驶数周并行驶数百公里。
ESP则是一个机器人的“罐中实验室”，可以过滤海水并保存电子DNA。通过LRAUV配备ESP，研究人员可以在时间和空间上扩大海洋监测的规模。相比传统的海洋eDNA采样需要花费数周时间，且只能在局部地区进行，该技术无疑大大提高了作业的效率。
此外，该设备可以在同一地区更频繁地取样，使研究人员能够探测到从前重点关注却难以多次勘测的海洋区域。可以说，填补这些数据空白对于加强全球海洋健康十分有帮助。
eDNA采样结束后，研究人员使用了一种被称为“metabarcoding”的技术分析了样本。该技术能够寻找短的DNA摘录，并提供样品中存在的群体的分类。研究人员分析了四种不同类型的基因标记，每一种都代表食物网的一个层次。这些层次叠加一起，就产生了一个全面的社区构成图，展现出海洋生物多样性的秘密。
未来，研究人员希望更进一步扩大eDNA的研究规模，更广泛地描述海洋中生物群落结构，而不是单个物种。
