小明的爸爸是位釣魚愛好者，每次去湖邊釣魚都會說："這水里到底有多少種魚呢？"北京大學(xué)姚蒙研究組發(fā)明了一種神奇的方法，只要在水里放一塊"海綿"，就能知道水里住著哪些小動物！這種神奇的海綿能收集到動物們留下的"生物密碼"，連魚寶寶游過都不會被發(fā)現(xiàn)哦！

科學(xué)家把這種生物密碼叫做環(huán)境DNA，英文簡寫是eDNA。就像我們掉落的頭發(fā)會帶著我們的DNA一樣，水里的魚兒會通過脫落的皮膚、排出的便便，甚至是呼吸時(shí)吐出的泡泡留下自己的DNA信息。這些比頭發(fā)絲還細(xì)小的DNA碎片，就像小動物們留下的"指紋密碼"。

以前科學(xué)家要調(diào)查水里的生物，需要撒網(wǎng)捕撈或者用電擊，這樣不僅會嚇到小魚小蝦，還可能漏掉害羞的水生動物。現(xiàn)在有了eDNA技術(shù)，就像給水里裝了個(gè)攝像頭，不用打擾動物們的生活，就能知道它們的蹤跡。

北大姚蒙團(tuán)隊(duì)舉辦了一場特殊的"選美比賽"！他們準(zhǔn)備了12種不同的"海綿"選手（包括活性炭、棉花、玻璃纖維等），讓它們比賽誰能最快、最多地吸收水里的生物密碼。

實(shí)驗(yàn)室里的小秘密：科學(xué)家先在一個(gè)大魚缸里養(yǎng)了珍稀的大鯢（娃娃魚），讓它們自由自在地游動。這些"海綿選手"被懸掛在水中，像晾衣服一樣靜靜吸收72小時(shí)。通過一種叫qPCR的"密碼計(jì)數(shù)器"測量后發(fā)現(xiàn)，玻璃纖維濾膜（GF）像超級海綿，吸收的DNA數(shù)量每小時(shí)都在穩(wěn)定增加。

室內(nèi)控制實(shí)驗(yàn)（左）和野外實(shí)驗(yàn)（右）示意圖

未名湖實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)：真正的挑戰(zhàn)在北京大學(xué)的未名湖！科學(xué)家把獲勝的玻璃纖維"海綿"放進(jìn)湖水，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：半小時(shí)就收集到71%魚類的DNA，8小時(shí)后所有魚類的"密碼"都被捕獲

比傳統(tǒng)抽水過濾更全面（傳統(tǒng)方法只能檢測到部分魚類）。

這種玻璃纖維"海綿"其實(shí)是種被動采樣器，就像放在水里的"吸塵器"，不用插電就能自動收集DNA。和傳統(tǒng)方法對比，它有五大超級技能：1.安靜不擾民：不用抽水機(jī)轟隆隆響，小魚小蝦完全感覺不到；2.全天候工作：放在水里就能24小時(shí)收集，連深夜活動的生物也不錯(cuò)過；3.不怕臟水澡：在渾濁的河水里照樣工作，傳統(tǒng)濾膜遇到臟水容易"堵鼻子"；4.輕裝探險(xiǎn)家：背包里裝幾片就能去深山老林做調(diào)查；5.省錢小能手：省去運(yùn)水、存水的麻煩，成本降低好多倍。

科學(xué)家們還在研發(fā)更厲害的"海綿"，未來可能會在長江、青海湖等地方大規(guī)模使用。說不定哪天你去春游時(shí)，也會在溪流邊看到掛著黃色標(biāo)簽的"海綿偵探"呢！

玻璃纖維其實(shí)是用玻璃拉成的超細(xì)絲，比頭發(fā)細(xì)100倍！這些細(xì)絲交錯(cuò)成網(wǎng)，既能攔住DNA碎片，又不會阻擋水流。就像用極細(xì)的漁網(wǎng)撈小魚，既保證不漏魚，又讓水流自由通過。

現(xiàn)在你知道了吧？科學(xué)家的奇思妙想，讓一片小小的"海綿"變成了守護(hù)大自然的超級偵探。下次去水邊玩耍時(shí)，你也可以想象：這清澈的水波里，正漂浮著無數(shù)生物密碼，記錄著水下世界的奇妙故事呢！

來源: 科普中國高校行之“人與自然和諧共生”

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