解码海洋：联合国教科文组织eDNA考察揭示海洋生物多样性 |海湿讯

摘要：联合国教科文组织（UNESCO）的环境DNA（Environmental DNA, eDNA）考察项目是一项全球性的项目，它运用尖端的环境DNA（eDNA）技术来研究教科文组织海洋世界遗产地的生物多样性。这个项目的主要目标是监测和评估海洋生物多样性，同时测量气

本文来源于“海洋与湿地”（OceanWetlands）：

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联合国教科文组织（UNESCO）的环境DNA（Environmental DNA, eDNA）考察项目是一项全球性的项目，它运用尖端的环境DNA（eDNA）技术来研究教科文组织海洋世界遗产地的生物多样性。这个项目的主要目标是监测和评估海洋生物多样性，同时测量气候变化对海洋生物分布和迁徙模式的影响。

该项目考察试点项目涵盖19个国家的21个海洋世界遗产地，展示了公民科学在加强海洋生物多样性监测和保护方面的变革潜力。海洋生物多样性信息系统（OBIS）与世界遗产中心合作，实施了尖端eDNA采样技术，并为该项目开发了先进的数据仪表板，为未来大规模生物多样性监测活动铺平了道路。

图源：UNESCO

环境DNA是一种经济、无创、可靠且高效的生物多样性监测方法，它依赖于收集和分析生物在其周围环境中脱落的遗传物质。虽然样本分析涉及复杂的分子生物学和生物信息学技术来识别DNA序列，但样本收集非常简单。即使是非专业人士也可以完成，从而使全球公民能够参与到至关重要的生物多样性监测过程。基于这一潜力，联合国教科文组织于2021年启动了eDNA考察项目。

联合国教科文组织的eDNA考察通过在21个海洋世界遗产地采集的396个样本，鉴定了4400多种海洋物种，其中包括约86种鲨鱼和鳐鱼，28种海洋哺乳动物和3种海龟。在鉴定结果中，有120种物种被列入世界自然保护联盟（IUCN）红色名录的易危、濒危或极危物种。

该考察项目还有助于发现稀有物种，如花斑喙头海豚（Commerson's dolphin）或及达尖犁头鳐（The Giant Guitarfish），项目还发现了预期的10%至20%的当地动物群。这对于如此小项目的活动来说是一个非凡的成就。因为使用传统的测量方法获得同样的结果可能需要数年时间，耗资数百万美元。

新喀里多尼亚记录的物种数量最多，这是南太平洋中部的一个珊瑚岛屿。这里共鉴定出833种不同的物种，其中鱼类数量最多，有418种。澳大利亚宁格鲁海岸的鲨鱼和鳐鱼的种类最多，有26种，也是IUCN红色名录中受威胁物种最多的地区，共24种，其中4种为极度濒危，6种为濒危，14种为易危。

联合国教科文组织海洋生物多样性信息系统（OBIS）负责人、eDNA项目协调员Ward Appeltans和联合国教科文组织世界遗产海洋项目负责人Fanny Douvere说：“考虑到这些数据是通过过滤几升海水得出的，这些数字确实令人震惊。这些世界遗产确实是地球上最珍贵的海洋宝藏之一。”

更为重要的是，该项目的一个重要发现是，海洋变暖正在将许多物种推到已知的温度范围之外，这给我们敲响了警钟，提醒我们有必要在受监测的区域加大力度采取保护行动。

该项目估计，目前已检测到的物种中有16%至少在一个地点经历热应激，在最可能的气候情景SSP2下，到2100年，这一数字将翻一番，增加到33%，甚至在最坏的情况（SSP5）下增加到52%。这种估算热风险方法的最大限制在于物种适应高温程度的不确定性。这一挑战在热带地区尤其严峻，因为那里预计会出现极端温度，而且我们目前缺乏类似情形来进行有意义的比较。

项目协调员Ward Appeltans表示：“这些数字非常令人担忧。就生物多样性而言，全球变暖对温带地区的影响可能不那么严重，有些地区甚至可能因为新的温水物种的进入而看到物种数量的增加，但对于热带地区来说，在已经变暖的水温上再增加2-3摄氏度以上，对海洋生物来说这个变化将是巨大的。”

海洋生物多样性信息系统（OBIS）的贡献，从数据收集到可操作数据整合

作为一个开创性的项目， eDNA考察项目涵盖了整个海洋生物多样性观测数据链，从收集、分析到整合可操作、用户友好的仪表板。海洋生物多样性信息系统在这次冒险的成功中发挥了至关重要的作用。如果说eDNA取样相对简单，那么确保所采集样本的可用性、耐久性和质量是该方法可靠性的基础。对于eDNA考察，OBIS的eDNA专家选择了一款价格实惠的采样套件和一款强大的科学方案，连小学生也能够使用这项技术，并在世界各地适用，它提供阿拉伯语、丹麦语、法语、德语、英语和西班牙语的说明。该方案包括测量样品的环境（温度，盐度），使用无菌设备从岸上或海上收集海水，将收集到的水通过注射器进入封闭的过滤器以捕获DNA物质，添加中性剂进行保存，使用唯一标识标签标记样本，使用登录专门开发的样本门户将标签记录到数据库中并存储样本，直到将其运送到实验室进行分析。

在专门的实验室对样本进行DNA分析后，必须对收集的数据进行处理、组织和整合。通过对396个样本进行测序产生了超过6亿个DNA序列，随后使用OBIS开发的PacMAN生物信息学流程进行分析，鉴定出45万个独特序列。OBIS数据专家为该项目开发了一个内部专用平台，重点关注所收集数据的可用性、用户友好性和可访问性。访问链接：dashboard.ednaexpeditions.org

教科文组织总干事奥德蕾·阿祖莱女士说：“教科文组织eDNA考察项目是eDNA测量技术在海洋环境中革命性效率的真实展示。它证明了公民参与生物多样性监测的巨大潜力。这可以作为未来扩大海洋生物多样性监测运动的蓝图，有助于更好地了解我们的海洋，并实现《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》在2022年设定的全球目标，即到2030年保护至少30%的全球陆地和海洋。