文章来源:海洋与湿地
编·者·按
“海洋与湿地”(OceanWetlands)小编注意到,年6月初,美国发布了一份重要的文件《美国国家水环境DNA战略》(NATIONALAQUATICENVIRONMENTALDNASTRATEGY)。该文件由国家科学技术委员会的环境委员会下属的海洋科学与技术分委员会的生物多样性跨机构工作组的eDNA任务团队编写,并由白宫科学技术政策办公室发布。这份《美国国家水环境DNA战略》被认为是“标志着eDNA技术在监测和保护水生生物多样性方面的重要进展”。为助力全球环境治理、并供我国学者了解最新研究动态信息,编译分享信息如下,供感兴趣的读者们参阅。本文约字,阅读约12分钟
《美国国家水环境DNA战略》的主要内容封面图片。图片来源:《美国国家水环境DNA战略》
水生生命是生态系统和经济的重要组成部分。无论是在淡水环境还是海洋环境中,它们都是国家健康、文化、机会和经济繁荣的基础。能够清点和监测水生生物多样性的状态和趋势对于维持国家的繁荣至关重要。
环境DNA(简称eDNA)技术是一种新兴的工具,通过收集水样可以获得关于从微生物到鲸鱼的水生生物多样性的关键见解。eDNA分析是一种非侵入性的方法,能够满足大规模调查的需求。这种强大的新技术正在革新探索、测量和监测生态系统中生物多样性的方法。
(上图:环境DNA(eDNA)是存在于环境中的遗传物质。通过环境样品中发现的eDNA,我们可以检测生物多样性。例如,海洋和淡水样品包含来自各种生物体(从最小的微生物到最大的哺乳动物)的eDNA。eDNA生物监测的应用领域非常广泛,其优势包括:在水环境中易于采集样品、能够检测入侵物种或濒危物种,并能远程收集样品;从单个环境样品中检测广泛的物种多样性-这种方法涵盖了"微生物到哺乳动物";监测有害藻类和其他微生物;评估环境影响和修复成效;渔业评估、生物多样性监测、海洋探索等等。随着这些应用越来越多,也需要一种经济高效的方式来进行大规模观察。图源:《美国国家水环境DNA战略》第四页)
《美国国家水环境DNA战略》提出了一项计划,旨在利用eDNA技术探索、绘制、监测和更好地理解水生生命,以维持和恢复当前及未来的生物资源。该战略呼吁联邦机构和非联邦合作伙伴通过协调和合作的努力,建立一个全国性的eDNA企业(原文:tobuildanationaleDNAenterprise),汇集科学研究、企业家精神、慈善事业以及公共和私人投资。
尤为值得一提的是,这份文件强调了技术共享和数据可靠性。该战略强调了共享技术知识对于生产可靠和可信数据的重要性。它为全面评估美国水域的水生生命提供了一条路径。通过共同设计实施里程碑,包括统一的技术方法、协调的观测和一致的沟通策略,将建立一个全国性的eDNA信息共享网络,以支持促进生态系统韧性的决策。
“海洋与湿地”(OceanWetlands)小编注意到,美国军方也发布了新闻稿,其中提到了:从军事应用和生态系统知识来看,通过增强对这些生态系统及其多样化生物的了解,海军和海军陆战队将能够更有效地在美国水域进行测试和训练。eDNA合作伙伴组织支持海军部长卡洛斯·德尔·托罗发布的《海军科学技术战略》中的指导意见,特别是在气候科学和海洋理解领域,与其他机构合作以增加知识。
白宫的另外一份新闻稿显示,年6月是美国的“国家海洋月”。据报道,为了贯彻拜登总统保护海洋、利用海洋促进经济发展并应对气候危机的承诺,白宫在“全国海洋月”之际发布了三项联邦新战略,旨在“促进海洋永续管理”。另外两份是《美国国家海洋生物多样性战略》、《美国国家可持续海洋经济战略》。而这份《美国国家水生环境DNA战略》,旨在将推进快速、低成本和高效的eDNA技术,以了解海洋生物及其变化。报道称,“分析水体中的DNA来识别存在的物种,比进行传统物种普查更有效。该战略概述了改进和部署eDNA流程的机会,以期为制定更有效的海洋政策提供依据。”
章节结构、三大目标“海洋与湿地”(OceanWetlands)小编注意到,这份战略文件共有28页,内容涵盖了从战略目标到具体实施的详细计划。通过协调多个联邦机构和合作伙伴,这一战略旨在利用eDNA技术进行大规模的水生生物多样性监测,以支持国家的生态和经济健康。
上图:目录页。图片来源:《美国国家水环境DNA战略》
《美国国家水环境DNA战略》作为一份由美国白宫科学技术政策办公室发布的战略性文件,旨在利用环境DNA(eDNA)技术来推动水生生物多样性监测和保护。这份文件由10个联邦机构共同参与编写,涵盖了对国家优先事项的支持、战略需求、目标和行动计划。
该文件的执行摘要中,概述了eDNA技术在生态系统和经济中的重要性,以及它在支持国家健康、文化和经济繁荣方面的关键角色。接下来的介绍部分详细说明了eDNA技术如何通过非侵入性的方法,从水样中获得水生生物的关键数据,提供了一种革命性的新工具来探索、测量和监测生物多样性。
为了支持美国国家优先事项,文件指出:“需要一项全国性的水环境eDNA战略”。这项战略有三大目标,其中第一个目标是通过各部门协调,促进eDNA技术在决策中的整合。这包括跨机构的协调以统一国家eDNA社区、推动eDNA标准和最佳实践的推广、以及传播统一的信息以推动技术见解。
第二个目标是建立所需的人力资源、基础设施和研究体系,以便在大规模应用eDNA技术。这需要通过教育和培训来培养人力资源、增强基础设施以满足技术需求、并支持持续的研究和发展以应对优先科学和技术需求。
第三个目标是推进协调一致的水环境eDNA观测,以帮助对美国水域进行全面评估。这包括确定优先采样地点和应用领域、实施技术进步以增强操作能力、并将生物资源数据转化为社会利益。
图:确保濒危物种不受人类活动威胁是《濒危物种法案》的一项重要要求。然而,传统调查方法往往耗资高昂、侵入性强,难以有效监测难以发现的稀有物种。eDNA技术的出现带来了新的希望。eDNA调查是一种高效、无干扰的工具,适用于美国森林局等机构,帮助其更好地遵守《濒危物种法案》、《海洋哺乳动物保护法》等法规。这幅图中给出一个解决方案(案例):例如,美国森林局通过在12.8万平方公里崎岖复杂的落基山中10,个地点采集水样进行eDNA检测,成功获取了濒危的鳟鱼的分布信息。这些最新数据被用于评估是否需要进行《濒危物种法案》第七章规定的磋商,该磋商旨在确保恢复项目(例如植被处理、减少燃料和改善道路)不会危及濒危物种。eDNA检测结果表明目标物种极有可能不在恢复区域出现,避免了昂贵的第七章磋商,节省大量的时间和资金。图片来源:《美国国家水环境DNA战略》第17页在文件的结论部分,总结了战略的重要性,并强调了通过协调和合作实现eDNA技术应用的必要性。附加资源部分提供了进一步的信息和支持材料,以便更好地理解和实施这项战略。
水生生物资源:生态系统和经济的引擎美国《美国国家水环境DNA战略》的执行摘要中,就开门见山的指出:水生生物是许多生态系统和经济的引擎。美国拥有丰富的河口、湖泊、河流、溪流,以及世界上最大的专属经济区之一。从淡水到海洋的环境中,水生生物多样性支撑着国家的健康、文化和经济决策。拜登总统设定了一个目标,即到年,保护、连接和恢复至少30%的土地和水域。这需要及时和可信的信息来评估自然状态、趋势和未来预测。
科技进步使人类能够更快、更有效地评估水生生命。科学家通过研究DNA、RNA和蛋白质等生物分子来揭示健康生态系统、食品生产和饮用及游泳用水安全的生物基础。这些生物分子可以通过收集水样来获取,这种方法简单、具有非侵入性、且可扩展。
该战略特别