空气质量监测站可以帮助追踪和保护濒危物种

地球正面临生物多样性危机，物种灭绝速度惊人。随着联合国于 2022 年 12 月达成历史性协议，到 2030 年保护地球 30% 的荒野，政策行动终于赶上了这一困境。解决这场危机将面临一场艰苦的战斗——包括量化这些损失所需的基础设施。

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这些关键数据现在可能来自一个令人惊讶的来源：空气质量监测站。6 月 5 日发表在《当代生物学》杂志上的一项研究中 发现几十年来，世界各地数以千计的环境空气质量监测站一直在无意中在其过滤器中收集环境 DNA (eDNA)。

“生物多样性面临的最大挑战之一是景观尺度的监测——我们的数据表明，可以利用现有的空气质量监测站网络来解决这一问题，这些网络由许多公共和私人运营商监管，”研究合著者、约克大学生态学家伊丽莎白·克莱尔 (Elizabeth Clare) 在一份声明中表示。“这些网络已经存在了几十年，但我们并没有真正考虑过它们收集的样本的生态价值。”

空气质量监测站已经存在了几十年，但捕获和分析 eDNA 的方法相对较新。先前研究的数据提供了概念验证证据，表明可以通过对空气进行采样来识别动物园中的物种。

在这项新研究中，一组研究人员测试了空气中含有当地植物、昆虫和其他动物信息的 eDNA 是否作为空气质量监测网络正常运行的副产品被这些过滤器捕获。这些网络通常监测重金属和其他污染物。

他们从英国两个地点的过滤器中提取并扩增了 DNA，并从 180 多种不同的真菌、植物、昆虫、哺乳动物、鸟类、两栖动物和其他动物群中回收了 eDNA。物种名单中包括许多魅力十足的物种，包括獾、睡鼠、小猫头鹰和滑蝾螈。此外，他们还能够从具有特殊保护意义的物种（如刺猬和鸣禽）中提取 DNA。树木和植物包括白蜡树、菩提树、松树、柳树、橡树、蓍草、锦葵、雏菊、荨麻和草。根据这项研究，还鉴定了小麦、大豆和卷心菜等可耕作物的 DNA。

此外，过滤器还含有 34 种鸟类的 DNA。数据显示，采样时间越长，捕获的脊椎动物种类越多，这可能是因为随着时间的推移，越来越多的鸟类和哺乳动物造访了该地区。

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研究团队表示，空气质量监测网络一直在以非常标准化的方式收集当地生物多样性数据，但其生态意义却长期被忽视。有些地方的样本保存了几十年，这表明可能已经存在可以随时间捕捉生态数据的现有样本。只需进行一些细微的改动，这些样本就可用于利用已经全面运行的网络对陆地生物多样性进行详细监测。

“我认为，最重要的发现是，证明了通常用于国家环境空气质量监测网络的气溶胶采样器也能收集 eDNA，”论文合著者、英国国家物理实验室空气质量专家詹姆斯·阿勒顿 (James Allerton) 在一份声明中表示。“我们可以推断，这些网络——在它们运行了这么多年，在世界其他国家——一定是无意中从我们呼吸的空气中获取了 eDNA。”

该团队目前正在努力尽可能多地保存这些样本，并考虑到 eDNA。该团队表示，需要全球共同努力才能获取他们所有的生物多样性数据。

“这一技术的潜力不容小觑，”研究报告合著者、伦敦玛丽女王大学生物学家乔安妮·利特尔费尔在一份声明中表示。“它可能会彻底改变跟踪和监测生物多样性的格局。几乎每个国家都有某种空气污染监测系统或网络，要么是政府所有，要么是私人所有，在许多情况下两者兼有。这可以解决如何大规模测量生物多样性这一全球性问题。”