馬薩諸塞州伍茲霍爾(2021 年 10 月 28 日)— 大洋中部的“暮光之城”是解決有關(guān)海洋食物網(wǎng)和海洋碳封存能力的幾個誘人問題的關(guān)鍵。但是研究這個廣闊而偏遠的地區(qū)是極其困難的。暮光區(qū)的許多居民在采樣過程中很容易被摧毀——或者很快就能避免任何干擾——所以很難用傳統(tǒng)的網(wǎng)對它們進行采樣。聲學(xué)的進步使人們能夠更準確地估計生物量，但有關(guān)生物量內(nèi)物種多樣性和分布的問題仍未得到解答。
由于生物在水中移動時脫落的鱗片、糞便顆粒或組織碎片等遺傳物質(zhì)，這一知識差距開始縮小。由此產(chǎn)生的環(huán)境 DNA 或 eDNA 的蹤跡為研究人員提供了關(guān)于水中哪些物種以及它們的相對豐度的線索。在10 月 28 日星期四發(fā)表在《科學(xué)報告》上的一篇論文中，伍茲霍爾海洋研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)，海洋中 eDNA 濃度的變化準確地反映了生物在暮光區(qū)和地表之間移動時的運動。
“我們論文的一個主要發(fā)現(xiàn)是，如果動物在水柱中上下移動，eDNA 信號不會立即消失，”研究期間的 WHOI 博士后研究員、現(xiàn)任該大學(xué)博士后 Elizabeth Andruszkiewicz Allan 說。華盛頓。“這有助于我們回答一些無法用凈拖曳或聲學(xué)數(shù)據(jù)回答的重大問題。哪些物種正在遷徙?他們每天遷移的百分比是多少?誰是早期或晚期遷移者?”
Allan 和合著者 Weifeng “Gordon” Zhang，一名 WHOI 物理海洋學(xué)家，利用計算機模型模擬了水體中的 eDNA 在被宿主動物排出后會發(fā)生什么。他們發(fā)現(xiàn)物理過程——電流、風(fēng)和混合——以及粒子的沉降對 eDNA 的垂直分布沒有顯著影響。事實上，大多數(shù) eDNA 信號都保持在距離它們最初脫落的 20 米(66 英尺)以內(nèi)，這意味著可以可靠地利用 eDNA 濃度的變化來確定某些物種在一天中的不同時間居住的地方，以及它們花費的時間在這些深度，以及從暮色帶遷移到地表的某些物種的百分比。
“在這項工作之前，我們無法自信地說出暮光區(qū)物種脫落的 eDNA 發(fā)生了什么。但是模型中出現(xiàn)了一個非常清晰的模式，隨著時間的推移，提供了對表層和深層之間 eDNA 濃度的基線理解，”張說。“有了這些新知識，實地研究人員將能夠確定他們采集珍貴水樣的位置，以便他們能夠識別遷徙物種并估計每天遷徙的每個物種組中動物的百分比。”
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