小明的爸爸是位钓鱼爱好者,每次去湖边钓鱼都会说:"这水里到底有多少种鱼呢?"北京大学姚蒙研究组发明了一种神奇的方法,只要在水里放一块"海绵",就能知道水里住着哪些小动物!这种神奇的海绵能收集到动物们留下的"生物密码",连鱼宝宝游过都不会被发现哦!

科学家把这种生物密码叫做环境DNA,英文简写是eDNA。就像我们掉落的头发会带着我们的DNA一样,水里的鱼儿会通过脱落的皮肤、排出的便便,甚至是呼吸时吐出的泡泡留下自己的DNA信息。这些比头发丝还细小的DNA碎片,就像小动物们留下的"指纹密码"。

以前科学家要调查水里的生物,需要撒网捕捞或者用电击,这样不仅会吓到小鱼小虾,还可能漏掉害羞的水生动物。现在有了eDNA技术,就像给水里装了个摄像头,不用打扰动物们的生活,就能知道它们的踪迹。

北大姚蒙团队举办了一场特殊的"选美比赛"!他们准备了12种不同的"海绵"选手(包括活性炭、棉花、玻璃纤维等),让它们比赛谁能最快、最多地吸收水里的生物密码。

实验室里的小秘密:科学家先在一个大鱼缸里养了珍稀的大鲵(娃娃鱼),让它们自由自在地游动。这些"海绵选手"被悬挂在水中,像晾衣服一样静静吸收72小时。通过一种叫qPCR的"密码计数器"测量后发现,玻璃纤维滤膜(GF)像超级海绵,吸收的DNA数量每小时都在稳定增加。

室内控制实验(左)和野外实验(右)示意图

未名湖实战考验:真正的挑战在北京大学的未名湖!科学家把获胜的玻璃纤维"海绵"放进湖水,结果发现:半小时就收集到71%鱼类的DNA,8小时后所有鱼类的"密码"都被捕获

比传统抽水过滤更全面(传统方法只能检测到部分鱼类)。

这种玻璃纤维"海绵"其实是种被动采样器,就像放在水里的"吸尘器",不用插电就能自动收集DNA。和传统方法对比,它有五大超级技能:1.安静不扰民:不用抽水机轰隆隆响,小鱼小虾完全感觉不到;2.全天候工作:放在水里就能24小时收集,连深夜活动的生物也不错过;3.不怕脏水澡:在浑浊的河水里照样工作,传统滤膜遇到脏水容易"堵鼻子";4.轻装探险家:背包里装几片就能去深山老林做调查;5.省钱小能手:省去运水、存水的麻烦,成本降低好多倍。

科学家们还在研发更厉害的"海绵",未来可能会在长江、青海湖等地方大规模使用。说不定哪天你去春游时,也会在溪流边看到挂着黄色标签的"海绵侦探"呢!

玻璃纤维其实是用玻璃拉成的超细丝,比头发细100倍!这些细丝交错成网,既能拦住DNA碎片,又不会阻挡水流。就像用极细的渔网捞小鱼,既保证不漏鱼,又让水流自由通过。

现在你知道了吧?科学家的奇思妙想,让一片小小的"海绵"变成了守护大自然的超级侦探。下次去水边玩耍时,你也可以想象:这清澈的水波里,正漂浮着无数生物密码,记录着水下世界的奇妙故事呢!

来源: 科普中国高校行之“人与自然和谐共生”

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