河水、湖水和海水裏,都含有生活在裏面的動植物的基因信息。生態學家通過份析這些信息,評估水資源內的物種分佈。這為無需攪擾水資源而監控水生生態系統提供了潛在途經。

日本幾所大學和國家環境研究所聯合完成、近期發表在《分子生態學》(Molecular Ecology)上的研究,報告了通過份析環境DNA,正確推測出水中特定生物種類數量的方法。

生物體與環境互動的時候,不可避免地在環境內留下糞便、黏液、生殖細胞、脫落的皮膚、屍體和毛髮等物質。它們都帶有生物體的基因信息。研究人員把這些信息稱作環境DNA。

研究論文的主要作者深谷敬一(Keiichi Fukaya)介紹說,以前的研究方法把環境DNA與生物體的數量簡化為一種固定的關係進行推測,其實在實際環境中,情況要複雜得多。

他們新設計的數碼化流體力學模型,從細胞的脫落、在環境內的流動,以至最後消逝的過程全都考慮在內,模擬一個水生環境的情況。之後利用模型反向推理,估算水中魚的數量。

研究人員將這個模型估算的結果,與利用回聲波探測得到的結果進行對比,發現兩者結果具有可比性。這意味著他們研究的環境DNA估測法已經較為準確。

這一歷時五年半項目的負責人近籐道夫(Michio Kondoh)說:「這項研究展示的框架和想法,為通過份析環境DNA監控生態環境內各個物種的數量奠定了基礎。將實地觀測、分子生物技術、和統計學模型相結合,環境DNA分析法的應用範圍還可以擴展,不侷限於決定目標物種的個體數量。」◇