eDNA可以帮助野生动物研究人员更好地了解种群规模和健康状况，而无需传统的标记

康涅狄格大学农业、健康与自然资源学院（CAHNR）自然资源与环境副教授特雷西·里滕豪斯（Tracy Rittenhouse）正在做一项研究林蛙中病毒流行的实验。当华盛顿州立大学的博士生Meghan Parsley听说这个消息时，她意识到这种方法对于研究她关于环境DNA （eDNA）的一些问题也是理想的。

两人联系并开始合作，通过在康涅狄格大学进行的一项实验来回答多个科学问题。

“这个项目以一种非常奇妙的方式偶然发生，”里滕豪斯说。“这是康涅狄格大学和华盛顿州立大学的一次伟大合作。”

环境DNA，也被称为eDNA，是一种从动物和植物身上脱落的遗传物质，科学家可以利用它来判断环境中生活着什么样的生物。然而，科学家目前无法可靠地使用eDNA来估计环境中特定物种的动物数量，特别是在较小的种群中。这是因为许多因素可以影响eDNA浓度，而这些因素与种群数量无关。

“在过去的几年里，我们通过使用eDNA学到的一件事是，我们可以很好地检测到物种是否存在，”Parsley说。“但我们总是从当地从事保护或管理工作的人那里得到一个后续问题，那就是‘有多少只？’”我们总是不得不说我们不知道。”

传统上，科学家必须捕获、标记、释放和重新捕获动物来估计种群规模。这需要大量的时间、金钱和资源，这使得十多年来越来越受欢迎的eDNA成为一个有希望的替代方案，如果它能变得更可靠的话。

“如何估计种群规模是野生动物研究的真正支柱，”里滕豪斯说。“野生生物学家被问到的第一个问题是，有多少动物？”

里滕豪斯的实验在实验青蛙种群中创造了一系列的ranavirus流行病，以更好地了解这种常见疾病如何影响野生青蛙种群。该实验有120个水箱，有两个环境变量，升高的温度和盐度，分别代表气候变化和道路盐的径流，在野外。研究小组多次重复这个实验。

里滕豪斯说：“当我研究在康涅狄格州或世界上这个地区发现的任何物种时，我都会问，‘对这个特定物种的保护关注是什么？’对于林蛙，我们知道ranavirus在野外发生，但我们不知道发生的频率和地点。因此，对该物种来说，最大的保护问题是它们对病毒的易感性。”

里滕豪斯即将发表一篇文章，分享她在这项研究中的发现，目前正在分析蝌蚪密度如何影响流行病的结果。

同时，Parsley开始研究环境因素如何影响每个生物体产生多少eDNA以及eDNA在环境中降解的速度。

她发现，在流行病的早期阶段，较高的温度与eDNA数量的减少有关。然而，当疾病发展到晚期阶段时，环境因素并没有产生重大影响，但由于流行病的发展，死亡生物体数量的增加贡献了更多的eDNA。

这些发现与来自华盛顿州立大学的卡伦·戈德堡、埃里卡·克雷斯皮和杰西·布伦纳共同发表在《科学报告》上。

研究人员发现，环境条件和疫情状况确实对这些青蛙种群的eDNA产生了强烈影响。但是由于eDNA数量的高水平变化与eDNA和人口规模没有很强的关系，他们不清楚这种方法的准确性。

“这让我们质疑eDNA在识别范围更小或更窄的种群规模方面有多精确，这在一些保护或管理环境中可能很重要，”Parsley说。“eDNA可以更容易地检测到自然种群中可能出现的巨大种群差异，比如1000个生物体对10个生物体。”

这种方法精度的一个问题可能是样本到样本的变化。当研究人员提取dna样本时，他们只是将水从环境中舀出。另一种抽样方法可能有助于减轻这种变化，这是Parsley在即将出版的出版物中提出的问题。

“我认为一些最大的收获是环境因素确实会影响环境DNA浓度，我们应该认识到这一点，”Parsley说。

这项工作涉及CAHNR的两个战略愿景领域，重点是在不断变化的气候中推进适应和恢复能力，以及一个健康。