清点我们周围世界的生物数量,对一系列保护工作至关重要。它能帮助科学家评估生物多样性、追踪迁徙、发现入侵物种。但这类普查往往需要人工记录看到、捕获或以其他方式感知到的东西,过程可能费力又昂贵,而且仍会留下空白。

过去十年的进展彻底改变了生态监测。生物学家利用测序技术分析环境DNA,也就是生物体脱落的遗传物质。从粪便、土壤、水和空气中采集的样本,为科学家开辟了一条新途径,用来监测濒危物种,并在人们亲眼看到入侵物种之前就发现它们。

打开网易新闻 查看精彩图片

蜘蛛网成为环境DNA的意外“金矿”

最近,他们又发现了一座环境DNA金矿蜘蛛网。这种天然粘性物质会捕获蜘蛛自身的物质、它们进食留下的碎屑,以及关键的是附近动植物脱落的唾液和花粉等生物碎屑。似乎每种生物都会到处脱落大量DNA,包括进入空气中,而蜘蛛网很容易将其截获。

澳大利亚珀斯科廷大学的分子生态学家约书亚·牛顿表示:“这可能是我们迄今为止使用和尝试过的最佳基质之一。”他采样过花朵、溪流、枯树洞,甚至移动汽车上的过滤器,以研究脊椎动物种群。

被动工具中,蜘蛛网识别脊椎动物的能力无人能及

牛顿最近在珀斯郊外一处动物园和野生动物保护区附近,比较了蜘蛛网与其他来源中的生物多样性,包括植被拭子、水、土壤以及装有过滤器的风扇。每种来源都有明显优势:植被拭子揭示了更多森林哺乳动物,水样识别出更多鱼类。但没有一种被动工具能在识别脊椎动物方面与蜘蛛网相匹敌,这与法国一项类似研究的结果相呼应。

但问题在于:为了收集有意义的数据,他们不得不破坏大约40张蜘蛛网。牛顿说:“如果我们在收集一个生物的家,这多少有点违背我们试图做的一切。”

人造蜘蛛网带来更便宜高效的替代方案

幸运的是,他的研究引起了新西兰怀卡托大学基因组学家安吉拉·麦高根的关注。她从当地万圣节商店买了一袋假蜘蛛网,包在几个衣架上,挂在外面。这种合成材料捕获了附近奶牛和绵羊的环境DNA,以及附近鸟舍中外来鸟类的DNA。它检测真菌孢子的能力甚至比真蜘蛛网更好,这对关注农业威胁的植物病理学家来说是个福音。

她的团队正在开展更大规模的实验,以验证人造蜘蛛网能否解锁一种廉价且极其高效的方式,在任何地方模仿蜘蛛网捕获DNA的超能力。