科学家偶然发现了一种方法，即通过测定水中的脱氧核糖核酸（DNA）结构，找到那些入侵湿地却未曾谋面的物种。这项技术最初是在牛蛙身上使用的，然而这种DNA扫描的方法最终将能够应用于生物多样性的快速筛查。
北美牛蛙（Rana catesbeiana）已经成功登陆全世界的许多国家，其中至少包括5个欧洲国家。为了在法国西南部追踪这些牛蛙的踪迹，意大利米兰大学的博士后Gentile Francesco Ficetola已经走遍了2500多个湿地。然而是否能够找到一种更轻松的方法来监视这些入侵的不速之客呢？Ficetola与法国格勒诺布尔市约瑟夫·傅立叶大学的Pierre Taberlet组成了一个研究团队，后者专门从事古代DNA的探测工作。Taberlet表示：“我们的目标是想看看能否找到一种在尚未发现新物种之前便探知其存在的方法。”
首先，研究小组设计了一种DNA“初级读本”，旨在放大与牛蛙有关的短线粒体特定序列。在实验室进行的一项测试中，研究人员在水池中养殖了牛蛙的蝌蚪。而DNA“初级读本”从这些水池的水中探测到了牛蛙DNA的痕迹。与此同时，研究人员在一个对照水池中注入了采自海拔高于牛蛙栖息地的高地的水。结果，DNA“初级读本”在对照水池中并没有发现牛蛙的DNA。随后，研究人员又到9个池塘进行了实验，这些池塘的面积均超过了1万平方米。在其中的3个池塘中——研究人员在这里发现了一到两只没有繁殖的成年牛蛙，DNA测试结果呈现阳性。之后，他们又从另外3个有10多只牛蛙并发现了蝌蚪的池塘中采集了水样，并在其中发现了更多的牛蛙DNA。Taberlet表示，这一结果意味着，该项技术能够用来测定一个物种的丰度。而最后3个显然没有牛蛙的池塘，其DNA测试结果也呈阴性。研究人员在上周出版的《生物学快报》上报告了这一研究成果。Taberlet指出，他的研究小组在全部研究过程中从未得到一个错误的阴性结果。而牛蛙的DNA可能来自尿液、粪便、黏液，甚至牛蛙的尸体。
从事分子诊断学和生物安全性研究的新西兰坎特伯雷市林肯大学的Karen Armstrong认为，这项研究“向着发现评估生物多样性的实际操作方法迈出了极其重要的一步”。最终，随着计算能力以及分析复杂生物能力的提高，研究人员将能够发现稀有或入侵的物种，甚至监控上千个物种的生物多样性。（来源：科学时报 群芳）
生物谷推荐原始出处：
（Biology Letters），10.1098/rsbl.2008.0118，Gentile Francesco Ficetola, Pierre Taberlet
Species detection using environmental DNA from water samples
Gentile Francesco Ficetola, Claude Miaud, François Pompanon, Pierre Taberlet
The assessment of species distribution is a first critical phase of biodiversity studies and is necessary to many disciplines such as biogeography, conservation biology and ecology. However, several species are difficult to detect, especially during particular time periods or developmental stages, potentially biasing study outcomes. Here we present a novel approach, based on the limited persistence of DNA in the environment, to detect the presence of a species in fresh water. We used specific primers that amplify short mitochondrial DNA sequences to track the presence of a frog (Rana catesbeiana) in controlled environments and natural wetlands. A multi-sampling approach allowed for species detection in all environments where it was present, even at low densities. The reliability of the results was demonstrated by the identification of amplified DNA fragments, using traditional sequencing and parallel pyrosequencing techniques. As the environment can retain the molecular imprint of inhabiting species, our approach allows the reliable detection of secretive organisms in wetlands without direct observation. Combined with massive sequencing and the development of DNA barcodes that enable species identification, this approach opens new perspectives for the assessment of current biodiversity from environmental samples.
