科學家偶然發(fā)現(xiàn)了一種方法，即通過測定水中的脫氧核糖核酸（DNA）結(jié)構(gòu),，找到那些入侵濕地卻未曾謀面的物種,。這項技術最初是在牛蛙身上使用的，然而這種DNA掃描的方法最終將能夠應用于生物多樣性的快速篩查,。
北美牛蛙（Rana catesbeiana）已經(jīng)成功登陸全世界的許多國家,，其中至少包括5個歐洲國家。為了在法國西南部追蹤這些牛蛙的蹤跡,，意大利米蘭大學的博士后Gentile Francesco Ficetola已經(jīng)走遍了2500多個濕地,。然而是否能夠找到一種更輕松的方法來監(jiān)視這些入侵的不速之客呢？Ficetola與法國格勒諾布爾市約瑟夫·傅立葉大學的Pierre Taberlet組成了一個研究團隊,，后者專門從事古代DNA的探測工作,。Taberlet表示：“我們的目標是想看看能否找到一種在尚未發(fā)現(xiàn)新物種之前便探知其存在的方法。”
首先,，研究小組設計了一種DNA“初級讀本”,，旨在放大與牛蛙有關的短線粒體特定序列。在實驗室進行的一項測試中,，研究人員在水池中養(yǎng)殖了牛蛙的蝌蚪,。而DNA“初級讀本”從這些水池的水中探測到了牛蛙DNA的痕跡。與此同時,，研究人員在一個對照水池中注入了采自海拔高于牛蛙棲息地的高地的水,。結(jié)果，DNA“初級讀本”在對照水池中并沒有發(fā)現(xiàn)牛蛙的DNA,。隨后,，研究人員又到9個池塘進行了實驗，這些池塘的面積均超過了1萬平方米,。在其中的3個池塘中——研究人員在這里發(fā)現(xiàn)了一到兩只沒有繁殖的成年牛蛙,，DNA測試結(jié)果呈現(xiàn)陽性。之后,，他們又從另外3個有10多只牛蛙并發(fā)現(xiàn)了蝌蚪的池塘中采集了水樣,，并在其中發(fā)現(xiàn)了更多的牛蛙DNA,。Taberlet表示，這一結(jié)果意味著,，該項技術能夠用來測定一個物種的豐度,。而最后3個顯然沒有牛蛙的池塘，其DNA測試結(jié)果也呈陰性,。研究人員在上周出版的《生物學快報》上報告了這一研究成果,。Taberlet指出，他的研究小組在全部研究過程中從未得到一個錯誤的陰性結(jié)果,。而牛蛙的DNA可能來自尿液,、糞便、黏液,，甚至牛蛙的尸體,。
從事分子診斷學和生物安全性研究的新西蘭坎特伯雷市林肯大學的Karen Armstrong認為，這項研究“向著發(fā)現(xiàn)評估生物多樣性的實際操作方法邁出了極其重要的一步”,。最終,，隨著計算能力以及分析復雜生物能力的提高，研究人員將能夠發(fā)現(xiàn)稀有或入侵的物種,，甚至監(jiān)控上千個物種的生物多樣性,。（來源：科學時報 群芳）
生物谷推薦原始出處：
（Biology Letters），10.1098/rsbl.2008.0118,，Gentile Francesco Ficetola, Pierre Taberlet
Species detection using environmental DNA from water samples
Gentile Francesco Ficetola, Claude Miaud, François Pompanon, Pierre Taberlet
The assessment of species distribution is a first critical phase of biodiversity studies and is necessary to many disciplines such as biogeography, conservation biology and ecology. However, several species are difficult to detect, especially during particular time periods or developmental stages, potentially biasing study outcomes. Here we present a novel approach, based on the limited persistence of DNA in the environment, to detect the presence of a species in fresh water. We used specific primers that amplify short mitochondrial DNA sequences to track the presence of a frog (Rana catesbeiana) in controlled environments and natural wetlands. A multi-sampling approach allowed for species detection in all environments where it was present, even at low densities. The reliability of the results was demonstrated by the identification of amplified DNA fragments, using traditional sequencing and parallel pyrosequencing techniques. As the environment can retain the molecular imprint of inhabiting species, our approach allows the reliable detection of secretive organisms in wetlands without direct observation. Combined with massive sequencing and the development of DNA barcodes that enable species identification, this approach opens new perspectives for the assessment of current biodiversity from environmental samples.
