生物多样性的加速丧失和物种灭绝速度的加快是对全球生态系统的主要威胁。然而，大规模量化这些损失一直是不可能的，这在很大程度上是由于缺乏所需的基础设施。但 6 月 5 日《当代生物学》杂志报道的一项新研究表明，此类信息的主要来源已经以环境 DNA (eDNA) 的形式存在，这些信息已被各国数千个环境空气质量监测站无意中收集在过滤器中几十年来在世界各地。

“生物多样性的最大挑战之一是在景观尺度上进行监测——我们的数据表明，这可以通过现有的空气质量监测站网络来解决，这些网络受到许多公共和私人运营商的监管，”约克大学的伊丽莎白克莱尔说加拿大多伦多。“这些网络已经存在了几十年，但我们并没有真正考虑过它们收集的样本的生态价值。”

“现有和已建立的空气质量网络可能是一个巨大的未开发生物多样性数据来源，”英国特丁顿国家物理实验室 (NPL) 的 Andrew Brown 补充道。“这些网络不断地对颗粒物进行采样，我们现在有能力以全新的方式利用它。”

虽然空气质量监测站历史悠久，但从空气中捕获和分析 eDNA 的方法是最近才开发出来的。同样在《当代生物学》(Current Biology )中的两项早期研究(一项由克莱尔和团队完成)提供了概念验证证据，证明可以通过对空气进行采样来识别动物园中的物种。

英国特丁顿国家物理实验室 (NPL) 的研究合作者 James Allerton 表示，在阅读了这些发现后，他和他的 NPL 同事开始考虑用于收集空气质量数据的过滤器是否对收集 DNA 有价值，并联系了 Littlefair和克莱尔。

在他们的新研究中，Clare、Allerton 和 Brown 以及多伦多约克大学的 Nina Garrett 和伦敦玛丽皇后大学的第一作者 Joanne Littlefair 等研究人员测试了空气传播的 eDNA 是否包含有关当地植物、昆虫和其他动物的信息作为定期运行的空气质量监测网络的副产品，过滤器可以捕获生命，这些网络旨在监测大气中的重金属和其他污染物。在从英国两个地点的监测站采样的过滤器中提取和放大 DNA 后，他们发现了过滤器上捕获的生物多样性的惊人记录。

他们的分析从 180 多种不同的植物、真菌、昆虫、哺乳动物、鸟类、两栖动物和其他群体中回收了 eDNA。他们报告说，物种清单包括许多“有魅力的物种，如獾、睡鼠、小猫头鹰和光滑的蝾螈，具有特殊保护意义的物种，如刺猬和鸣禽，树木包括水曲柳、菩提树、松树、柳树和橡树，植物如西洋蓍草、锦葵、雏菊、荨麻和草，小麦、大豆和卷心菜等可耕作物。”

他们还指出，过滤器含有来自 34 种鸟类的 DNA。数据显示，更长的采样时间捕获了更多的脊椎动物物种，这可能是因为随着时间的推移，更多的哺乳动物和鸟类造访了该地区。

研究人员认为，根据他们的发现，多年来，空气质量监测网络一直在以标准化方式在大陆范围内定期收集当地生物多样性数据，但“这些样本的生态意义一直未被注意到”。在一些地方，样本保存了几十年，这表明随着时间的推移捕获生态数据的现有样本已经存在。研究人员表示，只需对当前的空气质量监测协议进行微小改动，这些样本就可以用于详细监测陆地生物多样性，完全依赖于已经在运行的网络。

“在我看来，最重要的发现是证明通常用于国家环境空气质量监测网络的气溶胶采样器也可以收集 eDNA，”Allerton 说。“我们可以推断，这样的网络——在他们多年的运作和世界其他国家——一定是无意中从我们呼吸的空气中获取了 eDNA。”

“这一点的潜力怎么强调都不为过，”Littlefair 说。“这可能是跟踪和监测生物多样性的绝对改变者。几乎每个国家都有某种空气污染监测系统或网络，无论是政府拥有的还是私人的，在许多情况下两者都有。这可以解决如何衡量生物多样性的全球性问题大规模的。”

该团队现在正在努力保存尽可能多的样本，同时考虑到 eDNA。虽然已经收集了样本，但他们表示需要全球共同努力才能充分利用其中包含的 生物多样性信息。

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