eDNA，搜索濒危动物的大侦探

陆新

前不久，生物学家的朋友圈被一只龟刷屏了，确切来说，是一只鳖。4月，国际龟鳖生存联盟在官网宣布：美国华盛顿州立大学的科学家通过检测eDNA，在越南春庆湖发现极濒危的斑鳖。

这条新闻有两个关键词：斑鳖和eDNA。让我们一一来做名词解释，先从斑鳖开始。斑鳖是浑身布满黄斑的椭圆形大鳖，背盘长度能超过1米。体重超过100公斤，是全世界300多种龟鳖里数量最少、最濒危的，没有之一。目前全世界发现了4只活着的斑鳖：中国两只，都在苏州动物园；越南两只，分别在同莫湖和春庆湖。

中国人很早就认识了斑鳖。最著名的就是“鼋鼍为粱”的典故。传说周穆王出师东征，到了九江，下令大肆捕杀鼋、鼍，用以填河架桥，渡江伐越。这里的鼋，就是斑鳖。半个世纪前，人们还能在江苏、云南等地捕到不少斑鳖。但随着过度捕捉和环境恶化，进入新世纪后，国内再也没有野生斑鳖的消息，最终只剩下苏州动物园的两只。

然而，科学家并没有停下寻找斑鳖的脚步。所以这次，他们运用了动物保育领域如今最热门的技术——eDNA。eDNA，全名environmental DNA，翻译过来叫作环境DNA，是指在环境样品中所有被发现的不同生物的基因组DNA的混合。讲通俗点。就是科学家通过对土壤、沉积物、排泄物、空气、水体等样品进行研究。提取样品中的各种DNA，分析这些DNA分别属于哪些物种……也就是说，只要一坏土。我们就能知道哪些动物曾走过。这项技术提出于1987年。1990年第一次使用于微生物调查，2008年第一次用于检测淡水中的物种。

eDNA并不是什么高深的学问，它的主要基础技术就是我们高中学过的聚合酶链式反应（PCR）。实验证明，DNA在高温时可以发生变性解链，双链变成单链；温度降低后又可以复性成为双链。科学家就通过温度变化控制DNA的变性和复性，加入设计引物（即引子，是一小段单链DNA或核糖核酸，为DNA复制的起始点）和特定的酶，让微量DNA在生物体外大幅复制、增加。所以。无论是化石中的古生物、历史人物的残骸，还是几十年前凶杀案中凶手所遗留的毛发、皮肤或血液，只要能分离出一丁点的DNA，就能用PCR加以放大，进行比对。可以说，现代生物研究、刑侦调查中，PCR功不可没。1993年，其发明者穆利斯因此获得诺贝尔化学奖。

不过。生物残骸上的DNA信息毕竟比较集中，若是一杯水，里面的DNA信息就变得复杂、分散，光靠PCR技术误差很大。所以，在eDNA研究中，科学家通过荧光标记的方式定量观察需要的DNA。比如，我们在样本中掺入会与斑鳖DNA反应发光的物质。若在PCR过程中发现荧光。就可以确认物种存在了。这种方式叫作实时荧光定量PCR，简称qPCR。

事实上。这些技术的操作远比我们说得复杂。科学家们对eDNA的探索就像草原上找米粒一樣，工作量和难度都难以想象。但无论如何，eDNA依然是搜索稀有物种最有效的方法之一。中国科学家正准备利用这个技术在云南红河调查，希望能找到第五只珍贵的斑鳖。