野生动物监测是一项充满艰险的工作。在荒无人烟的崇山峻岭、荒漠、湿地考察、蹲守、跟踪野生动物，找寻它们的蛛丝马迹，研究人员面对极大挑战。最近十几年，一项被称为环境DNA(eDNA)的新技术日臻成熟，为科学家们照亮了艰辛的野外物种监测之路。目前，研究人员越来越多地使用遗传物质DNA追踪监测野外濒危物种。

环境DNA技术的创新与发展

从澳大利亚北部偏远的水洞中采集的DNA首次被用于检测生存于野外的濒危鸟类。这一结果成为环境DNA科学的最新里程碑。这一学科通过追踪土壤、水或冰雪中的遗传物质来识别这一区域存在着什么样的植物和动物。

《濒危物种研究》于11月14日发表的一份研究报告中，澳大利亚的一个研究小组称，从水洞收集到的遗传物质显示，古尔迪安雀(红翅雀)在前48小时内曾到过这里。护林人也证实，这一物种确实在这里生存。

其实，科学家已经使用环境DNA(eDNA)进行了10多年的研究，其目的包括追踪稀有或行踪难觅的水生物种，例如英国的冠欧螈。在过去的几年里，研究人员越来越多地使用这一技术来识别生活在陆地上的哺乳动物、昆虫以及鸟类。

2003年3月发表的一项研究是首例环境DNA研究。这项研究表明，动物和植物会通过排泄物、分泌物或脱落细胞将足量的DNA留存在环境中。5年后，法国的研究人员证明，池塘水中的DNA可以用来检测一种神秘的青蛙，即外来入侵的美国牛蛙。大多数此类研究都是从水生环境中收集遗传物质，因为DNA在水中扩散并保持自由漂浮，其含量足以供追踪检测。

随着eDNA分析市场的迅速发展，目前已有数十家公司能提供用于检测珍稀物种的遗传检测。

环境DNA技术更精准、更经济、对人和动物更安全

科学家说，对动物和研究人员来说，进行eDNA检测通常更安全，更具成本效益，在某些情况下，比用于确定稀有和濒危物种的常规方法更准确、更灵敏，比如传统的电捕鱼调查或跟踪调查，传统电捕鱼法对人和鱼来说都有风险。一些国家的监管机构也开始采用这种技术来定位生物或监测入侵物种，如美国的濒危加拿大猞猁的定位研究。

2014年，美国林务局位于蒙大拿州米苏拉的国家野生动物和鱼类保护基因组中心利用环境DNA技术来检测濒危和难以监测到的欧鳟。研究人员分析了蒙大拿河流域的124个水样，收集了相当于过去15年通过传统调查收集到的大量数据。“使用eDNA比电捕鱼法快2-10倍，成本效益高出2-5倍。”

现在，基因组中心开发了专门针对野生动物管理者的eDNA工具。可以使用在雪道或自动相机附近雪中留下的DNA来识别蒙大拿州的加拿大山猫等小型食肉哺乳动物。而传统的常规方法通常依靠地面跟踪或自动摄像机，耗时费力。而且eDNA方法比常规方法更灵敏。当摄像机捕捉到的图像无法清晰地识别出加拿大山猫时，从雪中提取的DNA则证实了这种动物确实是山猫。

自2013年以来，美国鱼类和野生动物服务局一直在利用eDNA检测外来入侵物种银鲤鱼和大型鲤鱼入侵大湖系统的情况。如果检测到遗传物质，护林员将使用常规监测跟踪结果。

环境DNA技术也面临挑战

然而，也有科学家并不太信服这项技术，认为环境DNA（eDNA）的研究结果还不足以作为做出环境管理决策的唯一依据，而这些决策对政府和土地所有者可能有着法律意义。

检测结果必须准确，因为发现濒危物种可能会产生重大的法律后果。例如，在美国，濒危物种受到《濒危物种法》保护，因此可以将这种物种生存的土地面积指定为重要的生境。同样，物种一旦被确定为入侵物种，将依法被根除。

早期使用eDNA定位特定物种的研究也曾遭到非议，因为如果样本处理不正确，可能导致交叉污染，从而导致“假阳性”结果。使用这种方法的科学家只检测到微量的遗传物质，所以即使是手套或设备的微量污染也会影响结果。但该领域的支持者表示，最近通过了严格避免检测污染的议定书，这在很大程度上解决了这些问题。他们说，目前正在努力确定eDNA是否与传统调查方法的结果保持一致。

一些生态学家依然不愿意放弃传统的方法。法国国家农业研究所的水生生态学家简·马鲁塞尔说，在根据eDNA结果做出环境管理决策之前，需要更多的研究将eDNA分析的成本和准确性与传统的监测方法进行比较。“我认为，它仍然只是一种研究工具，而不是管理工具。”

澳大利亚分子生态学家认为，研究人员还需要证明，基因检测足够灵敏和准确，以避免出现假阴性——即未能发现实际存在的目标物种。

标准与认证有望让问题迎刃而解

德国杜伊斯堡大学的水生生态学家说，为了减少在早期困扰研究人员的“假阳性”等问题，科学家们已开发出标准的处理样品和检测污染的方法，例如，标准采样、无菌设备和实验控制等，都有助于防止污染。为确保结果可靠，还可将样本送到不同实验室检测。与行业机构和监管机构合作的基于欧洲的国际研究网络正在制定最佳实践指南，说明如何设计和验证个体物种的遗传测试，并确定检测所需的DNA量。

作为法国国家农业研究所的主席，负责制定确保遗传检测准确的标准，确保基因检测结果的精准性，以便让提供检测的机构对结果放心。下一步可能会对公司和政府实验室开展eDNA检测资质认证，类似于医疗实验室的认证。

结语：人和自然应该是一个和谐共处的关系，这么多年来，人类的发展始终没有离开过自然，即使是经济高速发展的现在，能源、原材料依旧是从自然中获得的。同样动植物也好、人也好都是自然的一部分，保护自然是在保护动植物，同时也是在保护我们自己。