客观日本

调查水中的生物DNA,保护鳗鱼等渔业资源

2021年04月07日 生物医药

“环境DNA调查”通过检测漂浮在水中的生物DNA,以确定栖息在水中的物种,此项研究引起了人们的关注。北海道大学等机构对日本的256条河流的水域进行调查后,发现了濒临灭绝的日本鳗鱼的栖息地。之后,政府机构也开始引进该方法来保护环境和了解渔业资源。这种技术未来很可能成为人与自然共存的重要技术。

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对日本国内256条河流中的日本鳗鱼DNA含量进行了调查(北海道大学笠井教授提供)。

在环境DNA调查中,主要针对漂流在水中生物的DNA进行调查,包括它们的排泄物和从它们身体上脱落的细胞等。每个生物体都有自己独特的DNA。通过用特殊装置扩增并读取水中的DNA数量后,与待检生物的DNA序列进行比较,就能估算出生活在附近环境的物种和数量。

由北海道大学、龙谷大学、国立环境研究所、京都大学等组成的研究团队为了了解日本鳗鱼的分布情况,在日本国内256条河流的365个地点进行了环境DNA调查。他们测量了水温以及盐度,确认了是否有结构物阻挡水流,并从河里提取了数百毫升的水进行过滤。并将其中DNA带回实验室进行扩增调查,以确定日本鳗鱼DNA的含量。

调查后发现,有大量日本鳗鱼栖息在日本本州西部太平洋一侧和濑户内海等地,而在日本海一侧的北陆和东北地区几乎没有。北海道大学的笠井亮秀教授表示:“如果能弄清其分布情况,对保护和放生都有帮助。”

到目前为止,基本是采取实际捕捉的方法来调查生物物种分布情况的。根据物种的不同,捕捉它们的难易程度也不一样,甚至还有对其生态环境不了解的情况。所以要想做到全面详尽的调查需要花费大量的时间和精力。

日本鳗鱼被认为是在远离日本的马里亚纳海沟附近产卵,然后鱼卵和幼鱼被黑潮(Kuroshio Current,又称日本暖流)带回日本的。日本鳗鱼的生活环境多种多样,不仅生活在河流中,还包括湖泊、沼泽和海岸等地区,所以,长期以来很难用统一的方法对其进行调查。

环境DNA调查只需要抽水采样和检查DNA,与传统的捕捉后进行调查的方法相比,所需的时间和成本更低。

确立该调查方法的神户大学的源利文副教授说:“用来读取DNA序列的设备‘新一代测序仪'的性能在不断提高,成本则不断降低,这些进步也推动了环境DNA调查的普及。”目前有公司以3万~5万日元的价格承接调查项目,还有望进一步降低费用。

在负责管理河流和研究环境的政府机构中,开始越来越多地引入环境DNA调查。对生物的调查不仅对环境保护至关重要,而且在河道维护过程中也要考虑对生物的影响和保护。日本国土交通省已开始考虑将环境DNA调查作为“全国河川水岸地区普查”的调查方法之一,针对日本国内的主要河川和水坝环境进行调查。

日文:张耀宇、《日经产业新闻》、2021年3月24日
中文:JST客观日本编辑部

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