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环境DNA追踪海洋健康
点击次数:1394 更新时间:2020-11-26

      今年五月初,深圳湾海域有不明漂浮物蔓延了数千平方米,有些在阳光照射下,还呈现出赤红色带状分布。市海洋监测中心通报称,深圳湾海域发生赤潮异弯藻和中肋骨条藻赤潮,但未见鱼类死亡现象,将持续监测。

 

 


▲深圳湾海域出现赤潮


 
Red Tide


      赤潮是在特定环境条件下,海水中某些浮游植物、原生动物或细菌高度聚集引起水体变色的一种有害生态现象。而且,根据引发赤潮的生物种类和数量的不同,海水有时也呈现黄、绿、褐色等不同颜色。赤潮是海洋污染的信号,除了对海洋生态环境产生危害,其生物产生的生物毒素可通过食物链传递至其它动物体内及人类。


应对生态危机的新帮手——DNA测序技术

 

      DNA作为遗传信息存在于生物的每一个细胞中。而细胞和遗传物质进入环境成为环境DNA(environmental DNA, eDNA)的途径有很多,比如海洋生物掉落的皮肤细胞、鳞片、排泄物等组织。

      早在上世纪80年代,环境DNA的概念就被*提出,研究者利用环境DNA识别水中的微生物。到2010年前后,研究者将环境DNA技术引入海洋调查中研究生物多样性。

 


▲海洋中的微生物

     尤其深海区域里,有大量的外表奇异的鱼类和其他生物等等,其中许多物种从未经过科学鉴定,还有很多根本无缘一见。如果靠传统捕捞手段,研究者在同一海域能捕获到约20种不同的鱼类,但利用环境DNA,在同一水域中则可以检测出100多个物种。环境DNA技术能够在深海中做更多的工作、发挥更大的优势。


兰格精密泵助力研究海洋生物多样性

 

 

▲兰格的WT600-2J(搭载YZII25泵头)

 

      在海洋科考船的实验室,研究者在搭建海水级联过滤系统中,通过使用兰格的WT600-2J(搭载YZII25泵头),转速控制在200rpm,驱动样液通过过滤器,将海水微生物过滤到特定孔径的膜上,可用于后续DNA测序。而兰格蠕动泵由于剪切力低,能够极da的减少对样液中的微生物及其有效DNA pian段的破坏性。
 
      在一份海水样品中,可包含的DNA pian段能达到上千万个,而每一个物种能携带的DNA又是唯yi的。将样品中获得的遗传标记序列与可能物种的数据库DNA序列进行比对,便可确认DNA来自什么物种。

      此外,eDNA还可以帮助监测物种的数量,甚至还能检测出该海域是否被污染。从这样的小样本中得到的信息可能会改变*科学家对于生态系统的理解和保护方式。

 
保护环境与我们的生活息息相关


      随着社会经济的快速发展和人类活动的加剧,环境污染日益严重。海洋生物多样性持续下降,是 21 世纪面临的重大危机之一,而由于缺乏关于生物多样性及分布状况的知识,目前仍存在着非常大的挑战。地球是我们共同生存的家园,保护环境与我们的生活息息相关。

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