植物释放的DNA可预警物种入侵

近日，美国得克萨斯理工大学的研究人员证明，简单地捕捉和分析植物释放到空气中的DNA，可以帮助追踪气候变化如何改变植物群落的组成，并提供入侵物种的早期预警。相关研究结果发表于《BMC生态学与进化》。

未参与该研究的丹麦哥本哈根大学分子生态学家Kristine Bohmann表示，空气传播的DNA可能改变人们监测和研究生物多样性的能力。

植物会在空气中释放出示踪物：风媒花粉。这些颗粒独特的形状使人们可以通过捕捉花粉识别看不见的物种。但花粉调查也有其局限性，因只检测通过风传播的花粉（其他类型的花粉依赖昆虫和其他动物授粉），需要训练有素的专家，且无法对某些特定物种进行鉴定。

环境DNA（eDNA）是指通过脱落、排便、咳嗽等方式释放到环境中的遗传物质。美国得克萨斯理工大学研究生Mark Johnson想知道，从以花粉或树叶、花的微小碎片形式释放进空气的eDNA中，是否可以得到更多的信息。

于是，Johnson等人开发了收集植物eDNA的新方法，通过该方法可以发现一些不开花、不授粉的物种。

Johnson展示了eDNA是如何“清点”整个植物群落的。研究团队在一片草地的9个位置上安装了灰尘收集器。在一年中，他们每隔几周收集一次灰尘，提取DNA，并对不同植物的基因进行排序，作为“DNA条形码”以识别它们。

同时，在春天和秋天，研究人员沿着27个横断面对草地的植物进行调查，并比较两种调查的结果。结果显示，传统调查方法发现了80个物种，而eDNA方法发现了91种。这两项调查都发现了相同的13种草种，但eDNA方法发现了另外13种。两种方法共发现了60种非木本开花植物，但这两种方法都能检测到另一种方法遗漏的约20个物种。

研究人员报告称，eDNA方法更善于发现易被忽视的小花物种。传统方法更善于发现释放不了太多eDNA的植物（如巧克力雏菊），尤其是在它们盛开艳丽花朵时。

通过空气传播的DNA，研究者还发现了一种此前未发现的入侵植物——“天树”。加拿大英属哥伦比亚大学植物进化生物学家Loren Rieseberg认为，在入侵物种广泛传播和变得难以清除之前，eDNA有助于人们及时预警。