美国林业局的一名技术人员前往蒙大拿州西部的布莱克福特河，她通过一个小过滤器抽水，每次停水5升。在一天之内，她收集了几十个样本，把河水流经的每一个细网过滤器带回实验室。
美国林业局生物学家迈克尔·施瓦茨收集蒙大拿州响尾蛇溪的水样本进行eDNA检测。凯莉Carim /美国林务局
过滤器中含有物种的DNA——不管是小溪鳟鱼、石蝇、木鸭还是水獭——这些物种在过去的一到两天里曾在那条小溪中游泳，距离样本地点高达一公里。每一种昆虫、鱼或动物都在不断地从其粪便或皮肤上脱落DNA片段，而仅仅一个看不见的、自由漂浮的遗传物质的单个细胞就可以告诉研究人员在河流或其他水体中存在哪些物种。
环境DNA或EDNA，是一个全新的鱼和野生动物生物学的中心，它是一种强大的工具，它是改变该领域的强大工具。埃德纳首先用于在十年前在法国发现侵入性牛蛙。它在2009年和2010年首次在北美使用检测入侵亚洲鲤鱼在五大湖及其周围。从那时起，它的使用呈指数增长，主要是在海洋和淡水环境中。
参与亚洲鲤鱼研究的康奈尔大学生物学家戴维·洛奇说:“如果你不知道一个物种在哪里，你就无法管理它——即使是80磅重的亚洲鲤鱼，因为你在水下看不到它们。”“所以eDNA在水生系统中特别强大。”
这种DNA很容易采集和分析，每一个样本的检测费用在50到150美元之间。因此，美国林务局启动了一项从美国西部所有河流和溪流收集DNA的项目，以创建一个水生环境DNA图谱。
林务局局长迈克尔·k·施瓦茨(Michael K. Schwartz)说，“环境DNA是一种神奇的工具，可以让我们探测物种的分布，而这种分布在过去是我们看不见的。国家野生动物和鱼类保护基因组中心蒙大拿州米苏拉市。“它有显著的效率。”
美国林务局启动了一项从美国西部所有河流和溪流中收集DNA的项目
专家们表示，这项技术的使用还处于早期阶段，随着它的发展，它将变得更加强大，为包括海洋环境在内的水生生态系统的遗传学提供更深入的研究。
该技术发展的下一步将是根据样本中发现的DNA数量来估计河流或其他水体中某个物种的丰度。洛奇说:“这将继续是一个研究前沿。”
科学家说，eDNA不仅可以用于检测河流、湖泊或海洋中入侵物种的存在，还可以帮助重新引入本地物种研究鱼类种群的遗传多样性，以及更好地管理商业和濒危物种。
到目前为止，进行分发研究的主要方法是物理地看到，计数和描述物种，耗时的过程昂贵，经常击中或误会。这留下了在物种的知识中留下了巨大的差距，这通常会混淆物种管理。
eDNA的变革性最好的例子之一是评估牛鳟的分布整个范围。在美国西北部，牛鳟是一种受威胁的物种，由于水质恶化和水温升高，它们的栖息地正在减少。冷水对它们的产卵至关重要。
通过了解鱼类生活的地方，经理可以直接为保护和恢复河岸栖息地提供资金。然而，直到最近，唯一的找到和汇集公牛鳟鱼的方法就是做一个令人震惊的人口普查。这意味着一个生物学家将用设备送到河里以击退水中的鱼类，并将它们漂浮在浮动到表面上。这种技术是耗时的，并不总是允许的，并且可以在每个人口普查中调查一个相当小的区域。
与EDNA一起，单一样品可以在过去24到40小时内从样本场所的河流上游一公里，这是DNA持续多长时间的样品。用笼鱼的测试表明，只有三条鱼在河里可以给出100%检出率，一条鱼占85%。
由森林服务进行的范围的公牛鳟鱼研究首先查看了适合公牛鳟鱼要求的流的温度。然后采取EDNA样品来检测鳟鱼在那些到达中的存在。施瓦茨说：“我们在曾经采取过一些同事多年的日子里，我们已经能够在溪流中检测公牛鳟鱼，”Schwartz说。并且有惊喜。“在几个地方不应该是公牛鳟鱼的地方，我们在排水过程中有多次检测，”Schwartz说。
研究人员使用环境dna测试来评估美国西北部一种受威胁物种——牛鳟的种群数量。韦德Fredenberg /物
环境dna技术也在世界其他地区得到应用。
在十六型阿尔卑斯山脉中，一场穿过克罗地亚和斯洛文尼亚贯穿的山脉，叫做奥尔姆的好奇生物 - 一个盲人，肉体蝾螈也被称为婴儿龙 - 生活地下的整个生命。“他们是我国的象征，但百年前仍然是神秘的，”卢布尔雅娜生物技术学院生物科学系Peter Trontelj告诉英语新闻网站。要知道它们住在哪里，唯一的办法就是钻进一个洞里找到它们，或者在一场大雨后看着它们从洞里被冲出来。但经过eDNA测试，生物学家确认他们在10个洞穴中的存在在已知它们存在的地方，并在其他五个地方发现了新的种群。
去年在日本，科学家们发现eDNA采样给他们提供了日本海一个海湾鱼类种类分布和生物量的大致“快照”。
eDNA评估也成为对抗入侵物种的一种新的、强有力的武器。
的首次出版研究为保护环境而使用eDNA的案例发生在2008年的法国。美国牛蛙在法国和世界各地已成为一种入侵物种;牛蛙不仅取代了本地物种，还携带了致命的两栖杀手真菌——壶菌。对牛蛙的早期发现对于根除它们有很大的帮助，但它们很难被发现。这些青蛙的叫声只定位了种群的一小部分——即使这样，普查也需要在晚上和特定的天气条件下进行。有了eDNA，法国研究人员可以很容易地确认牛蛙在一些池塘的存在，并针对那些池塘进行清除。
对逃亡DNA的识别也在检测和消灭入侵鱼类方面发挥着作用，这是一个日益严重的问题。亚洲鲤鱼是一种贪吃浮游生物的动物，如果它们在五大湖定居下来，将会对五大湖的生态构成巨大威胁，因为它们吃太多的浮游生物，会饿死其他物种的幼鱼。虽然已经发现了一些，但生物学家正在监测流入湖泊的河流和运河，寻找更多入侵者的早期迹象。
在美国西部，eDNA搜索的目标之一是小溪鳟鱼，它是来自东部的入侵者，与本地物种竞争更激烈。在一种消灭方案中，管理人员会捕获本地鱼类，然后用毒药杀死溪鳟，这样本地物种就可以重新引入。如果生物学家在河流中毒后发现了溪鳟的DNA，它们可能会回去电鱼，看看漂鱼可能藏在哪里。
“有时他们已经在侧沟道中检测到一个或两个或三个鱼类发现避难所，”Schwartz说。“在一个案例中，他们在一个没有冲出系统的岩石下发现了一座死溪鳟鱼。”
这是这项技术的一个缺点——没有办法分辨入侵物种的DNA是死的还是活的。例如，可以花费大量的时间和精力去寻找一种外来的鲤鱼，即已经死亡的鲤鱼。
“任何一组学生都可以在湖泊、河流和池塘中收集样本，”一位研究人员说。
收集样本的简易性和低成本使得这种强大技术得以广泛应用，几乎任何人都可以收集eDNA。对纽约州所有7600个湖泊和70000英里的河流和溪流进行入侵物种的测试是令人无法接受的。因此，康奈尔大学的研究人员向纽约各地的学校发送检测工具公民科学项目。学生将水样作为科学课的一部分，并将过滤器送到大学。返回结果时，学生将在数据库中输入它们。
康奈尔大学兽医学院高级研究员唐娜·卡西迪-汉利说:“任何一组学生都可以在湖泊、河流和池塘中收集样本。”“一旦数据被绘制出来，从事根除工作的人们就可以看到物种在哪里扩散。”
学生最近发现来自圆形曲面的DNA，一个激进的侵袭性鱼，并确认了在手指湖中的奥迪亚湖中的存在，在那里不知道存在。“它设置了纠正措施的舞台，”Cassidy-Hanley说。
随着新技术的发展，一个单一的水样将足以探测到在水道或海洋中存在的生物群落。“在未来”,菲利普·弗朗西斯·汤姆森和埃斯克·威勒斯列夫写道，两个丹麦专家GeoGenetics中心在丹麦自然历史博物馆，“我们期望eDNA方法从物种或群落的单标记分析转向整个生态系统的元基因组调查，以预测时空生物多样性。”188金博网注册就送188这将大大加强保护工作。
如今保护生物学面临的一个问题是，一个物种内的所有种群都有相同的DNA。例如，一些牛鳟种群可能更适应在温暖的水域中生存，甚至适应特定的排水系统。如果这些适应的DNA是已知的(在大多数情况下还没有)，那么利用eDNA发现特定的适应种群将被重新安置或保护将会更快更容易。
施瓦茨说:“这项技术将有助于解决广泛范围内的许多保护问题。”
