利用空气传播的环境DNA，鲑鱼数量统计变得轻而易举。

在一项新的研究中，华盛顿大学的研究人员在溪流附近的空气过滤器中收集了鲑鱼 DNA，这表明 eDNA 可以在空气和水之间移动，这是科学家们之前没有考虑到的可能性，为监测水生物种开辟了新的途径。

　　

去年秋季鲑鲑鱼洄洄游期间，华盛顿大学的研究人员凭空提取了鲑鲑鱼DNA，并用它来估算流经附近河流的鱼群数量。华盛顿大学海洋与环境事务研究科学家叶银昌（Aden Yincheong Ip）在奥林匹克半岛徒步旅行时，开始构思这项研究的主要假设。

“我看到鱼儿跃出水面，水花四溅，就开始想——我们能不能从空气中回收它们的遗传物质？”他说。

研究人员在华盛顿州伊萨夸鲑鲑鱼孵化场附近的伊萨夸溪沿岸多个地点放置了空气过滤器。令他们惊讶的是，即使距离河岸10到12英尺（约3到3.7米），过滤器也能捕获到银鲑鲑的DNA。科学家们通常会采集环境DNA（eDNA）来识别生活在某个区域或途经该区域的物种，但很少有人尝试通过空气采样来追踪水生生物。

这项研究于 11 月 26 日发表在《科学报告》上，表明 eDNA 可以在空气和水之间移动——尽管水生动物 DNA 有时出现在空气传播的研究数据中，但科学家们此前并未考虑到这种可能性。

研究人员随后将空气和水中的环境DNA与孵化场的目测计数相结合，建立了一个模型，用于追踪秋季洄洄游期间鲑鲑鱼数量的增减情况。尽管空气中鲑鲑鱼DNA的含量比水中的含量低25000倍，但其浓度仍然随着洄洄游趋势的变化而变化。

“这项工作已经达到了环境DNA研究的极限，”资深作者、华盛顿大学海洋与环境事务教授兼环境DNA合作项目主任瑞安·凯利说。“它远远超出了我的预期。”

过去十年间，研究人员简化了环境DNA（eDNA）的采样流程。水和空气是人体丢弃的皮肤碎片、毛发和其他富含DNA的碎屑的储存库。就像足迹一样，eDNA可以标记附近物种的存在。

幼鲑鲑孵化后会迁徙到海洋生活一到几年，然后再返回同一条溪流产卵。它们会在水面附近跃出水面、奋力扑腾，很可能在此过程中释放出环境DNA。每年，当鱼群经过洄洄游瓶颈地带时，人们会统计它们的数量，以评估种群健康状况、设定捕捞限额并监测种群恢复工作。

在观察鱼儿逆流而上时，叶先生开始思考远程监测技术。环境DNA已成为追踪濒危物种和入侵物种的重要工具。他与华盛顿大学的同事合作，设计了一项实验来检测空气中是否存在鲑鲑鱼DNA。

“这是艾登的心血之作，”凯利说。“他来的时候就说，‘我知道可以从水中提取环境DNA，但我想要做一些前所未有的事情。’”

研究人员在8月至10月期间，连续六天将过滤器放置在距离溪流10至12英尺（约3至3.7米）处，并放置24小时，每次测试四种类型的过滤器。其中三种是垂直过滤器，第四种是装有2升去离子水的敞口桶，用于捕获沉淀的颗粒物。

在实验室里，他们从过滤器中洗脱出环境DNA（eDNA），并使用一种针对银鲑鲑的特异性标签，通过聚合酶链式反应（PCR）进行DNA扩增，从而测量其浓度。他们参考空气和水中eDNA的浓度以及目测计数来追踪种群变化，并假设每种方法都有其自身的误差范围，而且鱼类的真实数量未知。

空气中环境DNA（eDNA）浓度与孵化场报告的目测计数结果呈波动关系，这表明该方法可能成为追踪鲑鲑鱼种群的有效工具。与其他方法相比，该方法更适合远程操作，因为它不需要电力。

“这项技术能够定量地将空气、水和鱼类联系起来，”Ip说道。“空气中的环境DNA虽然不能提供具体的鱼类数量，但它可以告诉我们鲑鲑鱼在哪里，以及它们在不同溪流中的相对丰度。”

还有一些变量需要考虑，例如降雨、风、湿度和温度，研究人员计划在未来的研究中继续探索这些变量。

“目前，我们正在探索各种可能性，”凯利说。“最终，我们将像开发水体环境DNA技术一样，把这项技术发展成能够指导管理和政策制定的工具。”

如需更多信息，请联系 Aden Yincheong Ip，邮箱地址为[e-mail]

共同作者包括华盛顿大学海洋与环境事务学院的博士后研究员Gledis Guri和华盛顿大学海洋与环境事务学院 eDNA 合作项目的首席科学家 Elizabeth Andruszkiewicz Allan 。

这项研究由大卫和露西尔·帕卡德基金会以及海洋之友资助。