海绵从它们过滤的水中收集企鹅 海豹和鱼类DNA

就像人类在我们居住的地方留下DNA一样，水栖动物将DNA留在水柱中。在6月3日发表在“当代生物学”杂志上的一篇论文中，科学家们报告说，每天可以过滤10,000升水的海绵在过滤饲料时会捕获组织中的DNA。这项概念验证研究确定了来自南极和地中海的海绵中的鱼类，海豹和企鹅DNA，证明海绵可用于监测生物多样性。

“海绵是理想的采样单位，因为你可以在任何地方和每个水生栖息地找到它们，包括淡水，”索尔福德大学的海洋生态学家和人口遗传学家Stefano Mariani说。“此外，他们不是非常有选择性的过滤器，他们不会逃跑，他们不会受到采样的伤害 - 你可以抓住一块，它们将很好地再生。”

此外，作者发现海绵DNA的存在不会干扰它们识别其组织内捕获的其他物种的DNA的能力。相反，他们发现通过使用特定的DNA引物，这是一种探测特定生物DNA的短核酸序列，它们可以选择性地扩增脊椎动物DNA，同时避免放大海绵DNA本身。

Mariani和他的团队使用这一过程与metabarcoding(将组织样本中的混杂DNA分类成可区分的物种特异性堆)相结合，能够识别31个分类群。大多数情况下，确定的物种是鱼类，但来自南极洲的一个海绵样本包括来自Weddell海豹和颊带企鹅的DNA。后来发现样本位于企鹅繁殖地的近海。“这是一个非常令人兴奋的发现，也很有意义，”玛丽安尼说，“因为企鹅会在水中进出，吃饭，游泳和偷窥。”

目前，正在开发具有大量取水能力的机器，以允许科学家从水中取样DNA，但作者认为使用天然取样器可能同样有效。因为在水中发现的DNA极度稀释，需要进行大量过滤 - 但Mariani警告说，过滤会带来DNA污染的危险。此外，保存水样可能会降低DNA的质量。然而，海绵组织已经过滤掉了水，大大减少了处理时间以及污染的风险。

此外，将机器带入某些地区可能并不可行，并且可能对脆弱的生态系统造成太大破坏。“如果你想研究莫桑比克红树林中濒临灭绝的锯鲆或海牛，那么就不能用大型机器人去那里。你必须采用非常低技术的方法，”Mariani说。

展望未来，作者希望研究其他动物作为DNA采样器的能力，特别是在海绵稀少或人类无法进行取样的开放水域。玛丽安尼建议其他生物，如果冻鱼或鲑鱼，它们也可以筛选水但漂浮在水柱中，在开阔的海洋中可能更容易进入。

最终，作者的目标是改善环境DNA的收集方式，以便更好地监测可能不适合其他方法的地区的生物多样性。然而，确定海绵是否比先前存在的方法更有效地捕获一个地区的生物多样性需要进一步研究，但作者说这篇文章是回答这个问题的第一步。“我希望这种方法能证明自己有用，”玛丽安尼说。“这是典型的环境友好型生物多样性评估工具。”

作者承认英国NERC拨款的支持。

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