摘要：根据美国鱼类和野生动物管理局（USFWS）12月中旬发布的一份文件，该机构计划使用环境DNA（eDNA）来检测可能危害哥伦比亚河流域本地鲑鱼种群的入侵物种。

根据美国鱼类和野生动物管理局（USFWS）12月中旬发布的一份文件，该机构计划使用环境DNA（eDNA）来检测可能危害哥伦比亚河流域本地鲑鱼种群的入侵物种。

环境DNA是一种从环境样品如水、土壤、空气等中直接提取的DNA片段的总和，包括来自微生物、动物、植物等不同物种的DNA，既包含生物体经由皮肤、尿液、粪便、粘液等释放到环境中的胞内DNA，也包括细胞死亡后裂解释放到环境中的胞外DNA。科学家们可以从环境样本中捕获DNA，并对其进行保存、提取、测序和分类，进而确定某个物种是否存在于给定的栖息地，以及取样环境中生物的分布状况。

eDNA技术在水生生态系统中的应用包括鱼类多样性分析、濒危珍稀物种监测、入侵物种监测等。

根据美国鱼类和野生动物管理局称，哥伦比亚河鱼类和野生动物保护办公室（CRFWCO）计划从哥伦比亚河下游的六个鱼类孵化场收集水样，以确定它们是否受到五种水生入侵物种的污染：新西兰泥蜗（New Zealand mudsnail）、斑马贻贝（Zebra mussel）、斑驴贻贝（Quagga mussel）、白斑狗鱼（northern pike）和美洲牛蛙（American bullfrog）。

新西兰泥蜗是一种小型水生贝类，原产于新西兰及其邻近岛屿。这种贝类以其极高的繁殖能力而闻名，一只雌性新西兰泥蜗一年内可以产生高达4000万只后代，每个新个体都是其母亲的克隆体。新西兰泥蜗对生态系统的影响主要体现在其高繁殖率和对食物资源的大量消耗上。它们能够消耗掉一半提供给本地软体动物和昆虫的食物，迅速排挤其他物种，对生态平衡构成威胁。新西兰泥蜗自1987年在美国爱达荷州的斯内克河首次被发现后，已经扩散到美国西部、大湖地区、切萨皮克湾以及加拿大不列颠哥伦比亚省等地。

斑马贻贝是一种小型淡水贝类，它们具有极高的繁殖能力，每只雌性斑马贻贝可以生产多达100万个微小的幼虫。斑马贻贝最初来自黑海、里海和咸海，1980年代经欧洲水路到达美国五大湖等地区，并迅速蔓延到北美其他地区。

斑驴贻贝是一种高度入侵性的淡水贝类，原产于黑海地区。成年的斑驴贻贝个体大小约为人指甲盖大小，具有较强的生存能力，即使离水数天也能保持活力。斑驴贻贝通过过滤水中的微粒，对水生生态系统产生深远影响。它们能够改变能量和养分流动，从而改变食物网。如果藻类被大量的斑驴贻贝吃掉，水生生态系统中的营养就不会进入食物链的后续环节，鱼类食物供应会受到影响。此外，它们还会堵塞管道和滤网，降低发电厂、水厂的水处理能力，对基础设施造成直接损坏。

白斑狗鱼是一种生活在淡水中的掠食性鱼类，主要分布在北半球的冷水区域，包括欧洲、亚洲北部和北美洲。白斑狗鱼常成群生活，食量较大。白斑狗鱼在美国西部各州的扩张是一个日益严重的问题，已经对当地生态系统构成了威胁。它们的快速繁殖和捕食能力使得它们能够在短时间内在新环境中建立种群，进一步威胁到本地物种如鲑鱼等的生存。

美洲牛蛙原产于北美洲东部，作为一种食物来源，它们被引入到美国西部、南美、西欧、中国、日本和东南亚。在这些地方，它们成为了入侵物种，由于产卵数量众多，对本土两栖动物和其他动物产生了负面影响。在美国的一些州，它夜被认为是一种入侵物种，存在与本土两栖动物竞争并破坏生态平衡的担忧。

美国鱼类和野生动物管理局指出：“从受污染的孵化场放养和转移鱼卵或鱼类可能会将水生入侵物种引入或传播到以前未受感染的设施或排水系统，新西兰泥蜗等水生入侵物种已经是联邦渔业管理人员所关注的问题。当侵染首次发生或数量较少时，传统的调查技术可能无法可靠地检测出入侵物种。除了传统的调查方法（如视觉调查）外，还可以使用更灵敏的检测工具，如eDNA，以增加早期发现的机会。”

2024年6月初，美国发布了一份重要的文件《美国国家水环境DNA战略》（NATIONAL AQUATIC ENVIRONMENTAL DNA STRATEGY）。这项举措是在联邦政府推动其科学计划中标准化和扩大eDNA使用的背景下进行。

“作为一份由美国白宫科学技术政策办公室发布的战略性文件，《美国国家水环境DNA战略》制定了一项计划，利用eDNA的力量来探索、绘制、监测和更好地了解水生生物，以便在现在和将来维持和恢复生物资源，”海洋科学和技术跨部门生物多样性工作组小组委员会eDNA任务小组联合主席Kelly Goodwin表示。

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此前，在2020年，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的科学家与阿拉斯加渔业局合作，利用eDNA 技术检测阿拉斯加海岸是否存在入侵的欧洲绿蟹。2024年早些时候，美国国家海洋和大气管理局的科学家发表了一项关于动态高纬度海洋环境中eDNA的扩散的研究，深入了解了海洋温度、深度、盐度、洋流和潮汐如何影响eDNA的检测范围。NOAA表示，这项研究将帮助他们在未来将eDNA纳入渔业研究。

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编译 | Sara
审核 | Daisy
排版 | 绿叶

来源：小罗的科学讲堂