入侵的圆鰕虎鱼通过与本地物种竞争和吃掉某些鱼类的卵影响了五大湖和芬格湖的渔业。
但是这些隐藏在水底的生物很难被发现和收集,特别是当它们第一次进入一个新的水域,它们的数量很低,它们可能更容易被清除。
在一项原理证明研究中,康奈尔大学的研究人员描述了一种新技术,他们通过分析卡尤加湖的水样本中的环境DNA(或称eDNA)来收集关于这些入侵鱼类存在的细微信息。
这项研究,“核eDNA估计种群等位基因频率和丰度在实验中观和野外样本”,发表在1月12日的分子生态学杂志上。
在过去的十年里,人们对eDNA技术的研究越来越多,而以前的方法通常关注的是一个物种是否存在于一个生态系统中。
与这些新进展”,埃德娜方法,我们不仅可以学习入侵物种存在的环境,而是因为我们确定样本的遗传多样性,我们也可以预测有多少个人,可能他们从哪里来,”卡拉安德烈斯说,这篇论文的第一作者和作者戴维•洛奇的研究生在实验室康奈尔大学农业与生命科学学院生态学与进化生物学教授,康奈尔大学阿特金森可持续发展中心主任弗朗西斯·迪萨尔沃。
“第一次,我们证明有足够的遗传信息在环境样品研究起源,连接,和入侵的状态,难以捉摸,威胁或否则很难监测物种不需要直接接触,”何塞·安德烈斯补充道,高级研究助理的生态学和进化生物学CALS和该研究的资深作者。
由于这种方法提供了样本中个体的基因特征,科学家们可以通过将他们的DNA与其他地区的人群进行匹配来确定他们来自哪里。
“我们可以从基因上判断圆虾虎鱼是由欧洲船只引进的,这是它们最初到达五大湖的方式,还是通过其他方式引进的。”如果我们希望在早期阻止新物种的引入,了解这些信息可能会有帮助,”卡拉·安德烈斯说。
此外,了解物种的遗传多样性对保护工作可能是有用的;低遗传多样性可能意味着种群数量减少或脆弱,这就需要对其基因进行管理。
何塞·安德烈斯说:“在不久的将来,这种技术可能会彻底改变环境和保护管理机构监测野生种群的方式。”
研究人员在小型人工环境中进行了对照实验——装满水的箱子里有1只、3只、5只或10只虾虎鱼。在收集了所有虾虎鱼的基因信息后,他们从每个箱子里取了水样本,看是否能将样本中的DNA与箱子里的个体相匹配。他们还试图仅根据水样来估计每个箱子里的鱼的数量。卡拉·安德烈斯说,他们在这两种情况下都取得了成功。
研究人员在卡尤加湖进一步验证了他们的方法,他们在那里发现了大量的虾虎鱼,尤其是在浅水地区。
“这种敏感的方法,”卡拉·安德烈斯说,“可能会克服科学家和研究这些物种的保护管理人员所面临的许多后勤和财政挑战,使宝贵的资源得到最佳配置,以改善保护结果。”
加州大学自然资源与环境系助理教授苏雷什·塞西(Suresh Sethi)是这项研究的合著者之一。
这项研究由美国国家科学基金会和美国国防部资助。
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