2009年，克里斯蒂·戴纳(KristyDeiner)教授在攻读博士学位期间，在美国加利福尼亚州的高山湖泊中跋涉，帮助一名科学家和公园管理员研究那里的青蛙。

一种类似真菌的病原体正在吞噬内华达山脉的两栖动物种群。更重要的是，青蛙受到了湖泊中鱼类引入的威胁。

照亮水池

“对我来说真正有趣的是看到一个新物种放入湖中如何改变了该生态系统中的所有其他物种，”在瑞士苏黎世联邦理工学院研究生物多样性以及如何保护生物多样性的戴纳说。

当时她关心的不仅仅是青蛙和鱼，她想知道这些湖泊中存在多少其他形式的动植物生命——有些可能从未被记录下来——以及它们如何相互作用。

Deiner领导的一个项目获得了欧盟的资助，通过一个不寻常的棱镜来检查生物多样性：环境DNA或eDNA，它通过生物体排放到环境中。

Deiner认为，eDNA可以提供对物种的深入了解，这是人类现场观察的传统检测方法无法做到的。她的项目名为LeDNA，于2020年3月开始，一直持续到2025年2月。

过去50年来，全球野生动物数量平均下降了69%。在欧盟，五分之四的栖息地状况不佳，三分之一的蜜蜂和蝴蝶物种正在减少。

科学家将全球生物多样性的急剧丧失称为第六次大规模灭绝。与数百万年前的前五次死亡不同，当前的死亡主要是由人类活动驱动的，包括土地、水和能源的使用以及相关的污染。

通过收集eDNA，Deiner希望对生物多样性进行更准确的评估，甚至发现新物种。

欧盟计划制定具有约束力的目标，到2050年恢复所有需要恢复的生态系统，而eDNA研究可以促进这一目标的实现。

由于eDNA会随着河流和溪流移动，最终常常流入湖泊，Deiner认为它们是收集eDNA的最佳地点。

她说：“如果我们只是对湖泊进行采样，我们也许只需付出很少的努力就能获得整个流域内生活的所有生物。”

大创意，大考验

为了检验这一想法，LeDNA计划于2024年5月22日(世界生物多样性日)进行全球“公民科学”调查。

世界各地的人们将被招募采样，以确定利用湖泊检测eDNA是否能大规模发挥作用。

LeDNA研究人员开发了一种特殊的采样装置，他们计划将其提供给参与者。

目标是对1200个湖泊进行测试。LeDNA团队仍在招募参与者并教他们如何使用采样工具。

该装置是一个胶囊，其功能与常规eDNA收集胶囊相同：当水通过时，过滤器会收集eDNA。

但Deiner表示，与普通设备不同的是，LeDNA无需昂贵的设备即可运行。由于正在申请专利，Deiner拒绝透露详细信息。

“我们想尝试做一些非常简单的东西，即使没有科学背景的人也可以使用，”她说。

收集后，样本将被送回苏黎世联邦理工学院，并公开共享数据。

新镜头

Deiner希望她在2009年在内华达山脉拥有这样一台仪器。她当时怀疑这些湖泊中可能含有eDNA，但没有办法提取它。

“当时我不知道如何收集eDNA，”Deiner说。

她说，如果新方法被证明是成功的，那么地球上所有生命形式的更清晰的图景就会出现。

这种生命通常已经进化了数百万年，并且具有极强的适应性，为保护生物多样性提供了重要的新见解。

“这是不可替代的，”戴纳说。“生命具有很强的弹性，所以如果有机会它就能再生。”

森林焦点

虽然她和她的团队专注于湖泊中的eDNA，但其他欧盟资助的研究人员正在森林中寻找eDNA，因为森林也是潜在的丰富来源。

该项目名为BIOSPACE，于2019年9月启动，预计运行至2024年8月底。研究人员重点研究森林中的细菌、真菌和微型节肢动物微生物组。

目标是确定土壤酸度、含水量、叶子生化物质和林地类型等某些特征如何影响森林微生物生态系统。特别令人感兴趣的是了解森林栖息地如何驱动微生物物种的丰富度和组成。

科罗拉多大学空间生态学教授安德鲁·斯基德莫尔(AndrewSkidmore)表示：“通过观察一茶匙土壤内、或者一片叶子的表面或内部的环境DNA，你有可能识别出森林生态系统中存在的数千种物种。”荷兰特温特。

他领导BIOSPACE，该组织在欧盟温带森林(包括芬兰、德国和荷兰)收集了eDNA。该团队还使用了北美其他研究项目的开源数据。

卫星支持

为了在这方面提供帮助，研究人员正在使用卫星图像。来自太空的图片可以帮助专家们建立地球上任何特定地点与具有相似生态特征的一系列区域之间的联系。

通过将实际的eDNA样本与卫星图像相结合，该团队可以预测更广泛区域和时间范围内的微生物生物多样性。

鉴于地球上许多地方都没有进行任何现场生物多样性采样，这一点尤其有价值。

“地球上有很多地区根本没有记录数据，”斯基德莫尔说。

BIOSPACE已经预测了北美三个陆地生态系统中微生物的相对丰度——这是该领域的首次研究。这为未来评估这些微生物如何随时间变化奠定了基础。

Skidmore表示，该项目正在进行的eDNA采样还有另一大优势：系统性和公正性。

他说，有关生物多样性的传统信息往往反映了人类对特定物种感兴趣的内容，而不是最有科学价值的内容。

斯基德莫尔说：“我们对受威胁和濒临灭绝的事物的大部分了解基本上都来自于人们感兴趣的事物。”“是时候为鲜为人知的物种发出声音了。”

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