一项新研究发现，空气污染传感器无意中捕获了环境 DNA。这会成为保护全球生物多样性的游戏规则改变者吗？

追踪全球生物多样性极具挑战性。

但科学家们可能已经找到了一个令人惊讶的解决方案：过滤器已经在世界各地用于监测空气污染。

几十年来，这些设备一直在无意中从动植物中捕获大量环境 DNA。科学家说，这可以用来帮助我们了解过去和未来生物多样性的变化。

一项新研究发现，监测空气质量的站点在 2021 年和 2022 年无意中从动植物中收集了大量 DNA。它说，捕获的数据可能是全球“跟踪和监测生物多样性的绝对改变者”。

在一个测试案例中，科学家们回收了 180 多种不同植物、真菌、昆虫、哺乳动物和两栖动物的环境 DNA。空气监测基础设施“可能代表了在国家范围内收集高分辨率生物多样性数据的巨大机会，”科学家们在研究中总结道。

仅用两台仪器就成功识别了 180 多个分类单元，这些动物包括小猫头鹰、蝾螈和 80 种不同类型的树木和植物。研究人员在最初的采样中没有发现任何不寻常的物种或种群流动。他们说，这表明收集到的 DNA 是本地的，“不是从其他大陆传入的”。  

在这项研究中，科学家们从过滤器中提取了空气中以皮肤细胞、唾液、头发和粪便形式脱落的环境 DNA，并分析了特定的引物、分子标签，并将其结果与在线参考资料库进行匹配。

这些发现“非常令人兴奋”，因为它们表明现有的基础设施可以用于生物多样性研究。

基础设施已经到位，我们可以收集非常有价值的材料作为其运营的副产品。

现有和已建立的空气质量网络可能是一个巨大的未开发的生物多样性数据来源。

世界各地的空气质量站每天或每周以高度规范和标准化的方式收集数据——这意味着他们“日复一日以完全相同的方式收集完全相同的东西”。

空气过滤器不仅有助于提供有关特定位置存在哪些物种的重要信息，而且还允许科学家分析“这些物种如何在地理和时间尺度上发生变化直到最近才预料到"。

空气过滤器提供的定期监测“在生物多样性科学中闻所未闻”，并且对于了解物种变化至关重要，因为它使科学家能够研究动物种群的动态并了解它们如何随时间变化。

与单个样本不同，这种重复测量可以提供该地区正在发生的事情的真正完整画面。你可能会发现特定人口的迁移、新物种的到来或由于气候变化而发生的景观变化。

当前生物多样性监测的问题在于没有系统的方法来进行监测。例如，收集数据来监测物种。这适用于蝴蝶和鸟类等“有魅力的物种”，但其他物种的记录不佳，例如真菌和夜行动物，它们不太受欢迎且更难识别。

来自这些空气质量网络的环境 DNA 的伟大之处在于，我们可以使用它来寻找我们想要的任何分类群。

仍然存在“许多未知数”，例如体型和活动对 DNA 采样的影响。然而，假设是所有物种都会脱落 DNA，并且“如果某物在范围内，我们应该有相同的概率检测到它。

这项新研究并不是第一个研究空气中的颗粒物是否可以帮助识别物种的研究。一项研究发现，动物园中的空气中含有足够的环境 DNA，可以识别居住在那里的动物。他们分析了动物从空气中流出的 DNA，包括呼吸、唾液、皮毛和粪便，并设法在哥本哈根动物园检测到 49 种脊椎动物。

空气传播的 DNA 对科学家来说是一个有用的工具，因为它可以让他们检测到“我们看不到的物种”，与其他生物多样性监测方法相比，它的资源密集度和成本更低，后者涉及设置相机陷阱或跟踪足迹。

使用空气过滤器追踪生物多样性存在一些局限性。这些站点通常无法在生物多样性丰富的地方运行，而且误报率可能比传统方法高得多。例如，过滤器可以从路过的鸟类或被风吹到那里的灰尘中捕获 DNA。

环境 DNA 方法具有巨大的潜力，但这篇文章中几乎没有关于“生物多样性监测基础设施”的证据。

克莱尔说，过滤器不仅位于城市环境中，而且经常出现在国家公园和生物多样性地区。她希望这项研究能够激励各国在具有“重大生态利益”的新地点设立站点，并保存和存档空气过滤器捕获的 DNA。

“在许多地方，环境 DNA [被空气过滤器捕获] 几乎立即被丢弃。通过这项试点研究，我们已经展示了这些样本的生态价值，因此我们希望这些数据能够被存档和研究，”她说。

克莱尔补充说，它可能是一个令人难以置信的宝库。

源：BBC