摘要：那些令人毛骨悚然的昆蟲、令人驚聲尖叫的小爬蟲們，它們不再只是我們兒時(shí)玩伴藏匿在盒子里的“驚喜”，這些小蟲子其實(shí)有著更為神奇的作用——監(jiān)測環(huán)境中的生物多樣性。
那些令人毛骨悚然的昆蟲、令人驚聲尖叫的小爬蟲們，它們不再只是我們兒時(shí)玩伴藏匿在盒子里的“驚喜”，這些小蟲子其實(shí)有著更為神奇的作用——監(jiān)測環(huán)境中的生物多樣性。中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所Douglas Yu研究員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，通過對一定區(qū)域內(nèi)昆蟲樣本的混合DNA測序，可以對該區(qū)域的生物多樣性進(jìn)行編目和監(jiān)測。
該團(tuán)隊(duì)近期于國際生態(tài)學(xué)前沿雜志Ecology Letters上發(fā)表的文章展示了高通量條形碼技術(shù)（metabarcoding）這一種新穎的生物多樣性監(jiān)測手段，這種技術(shù)與依賴于大量分類學(xué)專家的傳統(tǒng)監(jiān)測方法相比更為快速高效，同時(shí)可靠性高。
高通量條形碼技術(shù)最大的突破在于人們利用它可以更容易地監(jiān)測環(huán)境變化和瀕危物種的狀況。此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用范圍非常廣泛，它不僅可以幫助科學(xué)家在巴布亞新幾內(nèi)亞尋找樹袋鼠、預(yù)測哪些蛾類將隨氣候變化而消失，還可以為科學(xué)家的生態(tài)恢復(fù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展進(jìn)行監(jiān)測，例如我國的生態(tài)橡膠林恢復(fù)項(xiàng)目、英國的石楠灌叢和蘇門答臘島的油棕林恢復(fù)項(xiàng)目等。
“所有的生物都含有DNA，即使是非常細(xì)小的碎片，其DNA也可以被用于物種鑒定。”該團(tuán)隊(duì)利用馬氏網(wǎng)和誘捕燈等收集了大量的昆蟲樣本，然后將這些混合的昆蟲樣本直接提取DNA，Yu研究員將這種混合的DNA樣本稱之為“昆蟲湯”，借助于不斷革新的測序平臺和技術(shù)，“昆蟲湯”內(nèi)物種序列信息的獲得也將越來越快和便宜。
該研究將高通量條形碼技術(shù)與傳統(tǒng)的生物多樣性監(jiān)測法進(jìn)行了對比。用于比較的兩類數(shù)據(jù)都分別采集于中國云南、馬來西亞和英國。利用傳統(tǒng)方法搜集的數(shù)據(jù)包括55,000份鱗翅目昆蟲和鳥類的物種信息，花費(fèi)了分類專家們超過2505個(gè)工時(shí)。“這類（傳統(tǒng)）數(shù)據(jù)可以說是生物多樣性鑒定的黃金標(biāo)準(zhǔn)，但要獲得這樣的數(shù)據(jù)需要高昂的成本。因此保護(hù)學(xué)者和環(huán)境管理者們往往只能利用有限的信息來進(jìn)行決策。”
高通量條形碼技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)不但能提供與“黃金標(biāo)準(zhǔn)”數(shù)據(jù)同樣的生物多樣性信息，它還在更多的方面具有優(yōu)勢：高通量條形碼技術(shù)提供的數(shù)據(jù)綜合性更高、更快捷、不需要依賴太多的分類學(xué)專家力量，并且添加了可供第三方檢驗(yàn)的新特點(diǎn)。Yu研究員團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果顯示了高通量條形碼技術(shù)能為環(huán)境管理和政策的制定提供可靠依據(jù)。
此項(xiàng)研究得到了中國科學(xué)院、云南省高端科技引進(jìn)人才項(xiàng)目、國家科技部和國家自然科學(xué)基金的支持。
