新的DNA技術(shù)有望改善監(jiān)測南大洋海洋生物的努力，并探測南極洲附近非本地海洋物種的存在。

2019年，在前澳大利亞破冰船“南極光號”上，科學(xué)家們從霍巴特到戴維斯研究站進(jìn)行了3000海里的航行，收集了138個海水樣本，并檢查了樣本中的“環(huán)境DNA”(eDNA)，以查看在收集樣本時存在哪些浮游動物物種(微小的海洋動物)。

澳大利亞南極分部的分子遺傳學(xué)家Leonie Suter博士說，他們隨后將使用eDNA檢測到的物種與使用連續(xù)浮游生物記錄儀(CPR)收集的浮游動物進(jìn)行了比較。

蘇特博士說:“CPR是一種拖在船后的儀器，它可以捕捉兩張絲綢之間的浮游動物。”

“然后我們可以在顯微鏡下觀察捕獲的動物來識別它們?！?/p>

研究結(jié)果發(fā)表在《整體環(huán)境科學(xué)》雜志上。

自1991年以來，CPR一直用于監(jiān)測南大洋浮游動物的多樣性，提供了有價值的長期數(shù)據(jù)集，使科學(xué)家能夠看到浮游動物群落的變化。

然而，只有更強(qiáng)壯的生物，如甲殼類動物，在CPR中保持完整，而許多脆弱的和凝膠狀的生物受到破壞，無法識別。

“有了eDNA，我們可以識別環(huán)境中的大多數(shù)東西，即使只是其中很小的一部分，比如糞便、卵或幼蟲，”蘇特博士說。

“因此，我們想將eDNA可以提供的信息與CPR進(jìn)行比較，看看eDNA是否可以對現(xiàn)有的南大洋浮游動物數(shù)據(jù)集做出有用的貢獻(xiàn)?！?/p>

由前科廷大學(xué)研究員喬治亞·內(nèi)斯特(現(xiàn)就職于明達(dá)魯基金會)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)，eDNA比CPR檢測到的物種范圍更廣，并且可以用于CPR無法到達(dá)的海冰。

“我們用eDNA檢測到了68種浮游動物，用CPR檢測到了32種，”內(nèi)斯特博士說。

“兩種方法共有12種，其中大多數(shù)是甲殼類動物，如磷蝦和橈足類動物?！?/p>

蘇特博士說，eDNA和CPR方法有不同的優(yōu)勢和局限性，因此兩種方法的結(jié)合將“拓寬視野”。

“這兩種方法結(jié)合在一起，為浮游動物的多樣性和變化提供了一個更全面的視角，并可能讓我們看到我們可能錯過的模式，”蘇特博士說。

“例如，一些膠狀生物可能會更好地應(yīng)對變暖的海洋溫度，但如果我們只關(guān)注甲殼類動物，我們可能會錯過這一點?！?/p>

在航行過程中，eDNA方法還檢測到16種非本地或潛在入侵物種。

“這些物種大多是在離塔斯馬尼亞島更近的地方發(fā)現(xiàn)的，那里是它們已知的棲息地，”內(nèi)斯特博士說。

“然而，一旦我們進(jìn)入海冰，對某些物種的檢測就增加了。

“這些探測很大程度上歸因于附著在船體上的生物被海冰磨損。

“雖然船體生物污垢是公認(rèn)的海洋生物進(jìn)入南極洲的潛在途徑，但總體上eDNA檢測相對較低，我們不能排除它們代表不可活的DNA、幼蟲或死亡生物。”

澳大利亞南極部環(huán)境經(jīng)理克爾斯滕·萊格特(Kirsten Leggett)說，澳大利亞的新破冰船RSV Nuyina有一個生物污染管理計劃，以盡量減少將非本地物種運送到南極洲的風(fēng)險，并符合國際海事組織的生物污染指導(dǎo)方針。

萊格特說:“我們繼續(xù)與有關(guān)當(dāng)局和主題專家接觸，以確保整個澳大利亞南極計劃達(dá)到最高的生物安全標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>

蘇特博士說，除了對監(jiān)測長期變化有用外，eDNA還提供了一種監(jiān)測海洋生物安全風(fēng)險的新方法。

她說:“考慮到南極環(huán)境對外來物種的脆弱性，未來的工作應(yīng)該尋找方法來增加及時發(fā)現(xiàn)南極外來物種的可能性，而基于edna的方法可能是合適的。”

“此外，eDNA結(jié)合CPR調(diào)查和生物物理數(shù)據(jù)將提供南大洋生態(tài)系統(tǒng)的細(xì)致圖景，以更好地了解條件變化對這些生態(tài)系統(tǒng)的影響?！?/p>