我们需要一堆来自污垢和水的DNA来保护澳大利亚的环境

测量生物多样性曾意味着费力地收集样本并手动识别植物，动物和真菌。这可能涉及在显微镜下仔细检查以发现识别特征。这需要花费大量时间，并且通常需要具有对每组生物具有特定知识的专家。

然而，在过去十年中，DNA测序技术彻底改变了这一过程。我们现在可以通过测量从土壤，水或甚至空气中收集的“环境DNA”(eDNA)，更快，更便宜，更准确地识别出一个地区的物种。

但是eDNA的爆炸带来了一些问题。这项技术发展如此之快 - 研究如此分散 - 科学家很难将过去的工作与他们自己的工作进行比较。在我们最近的自然生态学和进化论文中，我们认为一些简单的前瞻性思维可以解决这些问题。

“eDNA”的工作原理

发展“环境DNA” metabarcoding改变了科学家的测量多细胞生命的多样性的能力。

土壤，水，甚至空气等基质都含有生物留下的DNA片段。通过读取这些DNA片段中精心挑选的子集的序列，可以对生物进行分类鉴定。现在已经很好地建立了用于鉴定属于每个物种的“DNA条形码”的物种的参考数据库。

这种分析导致了许多分析生物多样性的创新方法。例如，哺乳动物多样性可以从取自哺乳动物的蝇蝇的DNA中确定。室内节肢动物的多样性可以通过机器人真空吸尘器收集的eDNA来确定。

从珊瑚礁附近采集一桶海水，可以从eDNA中识别出该区域内存在的鱼类，甚至不会看到它们。自2012年以来，已发表了200多篇基于eDNA元编码的论文。该领域现已非常成熟，几个月前出版了第一本综合性教科书。

eDNA研究的主要推动因素是高通量DNA测序的快速进步。然而，快速变化的高科技意味着研究方法很快就会变得多余。当采用新的DNA测序系统时，由于不再制造设备，因此不能复制过去的实验。

另一个问题是eDNA元编码没有通用标准，可以比较不同技术生成的数据集。这种缺乏可比性将eDNA元码编码研究限制在使用一种特定方法的终点分析。

我们需要生物银行

我们的解决方案是“eDNA biobanking”。医学中的“生物银行”是健康和患病人体组织的标准化取样，治疗和长期储存。集中存储样本可以进行单项研究不可能进行的比较。生物银行eDNA意味着可以将旧样本和新样本与未来的当代技术结合起来进行分析。

基于生物标记eDNA的元编码的生态系统监测将为未来的研究提供当代生物多样性的记录。在采矿，林业和渔业等行业进入新领域时，这将特别有用：生物银行可以提供生物多样性基线，并可以确定新发展的影响。

我们预计，在不久的将来，环境保护机构等监管机构将要求对样品进行生物处理。这将允许根据未受干扰的基线测量溢油等环境破坏事件的真实影响。

这证明了eDNA生物银行对长期生态系统监测的价值。许多环境监管机构依赖于生态系统健康的年度更新。每年更新只能在有限的范围内使用eDNA元编码，因为在某些时候，基础技术已经过时了。

例如，Adelie企鹅的饮食习惯用于测量南大洋的生物多样性。2013年基于DNA的Adelie企鹅饮食研究产生的数据显示了饮食生物多样性的地理和年际变化。然而，这些结果无法与任何未来的研究相比较，因为这种DNA测序技术已经停止。

环境DNA研究之间缺乏可比性是一个重要问题。在我们采用允许比较研究的参考标准系统之前，它将无法解决。在可预见的未来，最好的解决方案是环境DNA生物银行。这将确保eDNA技术“面向未来”，从而实现对环境的最佳实践管理。

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