国际海洋考察理事会海洋科学杂志 在新泽西州政府的拖网捕鱼中抽取的海水样本中的脱氧核糖核酸片段揭示了鱼的相对丰度，两种取样方法之间有70%的匹配；除了很大的一致性外，研究发现，每种方法都会产生彼此遗漏的信息
这项研究提出了一种新的、廉价的方法来普查从地表到海底的海洋，帮助监测渔业，评估由于气候变化引起的海洋生物的变化，围绕珊瑚礁、水产养殖或风力农场、石油钻塔等
信用:船长
史蒂夫·奥科特(退役)，海狼号航母 人类离回答一个最古老的问题又近了一步——“海里有多少鱼？”—多亏了最新公布的证据，证明在水样中收集的鱼的DNA量与拖网中捕获的鱼的公斤数非常接近
在一项突破性的研究中，科学家报告说，在小水样中发现的漂浮的脱氧核糖核酸片段大致揭示了海洋中鱼类的相对生物量，以及美国州政府拖网的“黄金标准”
研究人员在新泽西州政府的拖网捕鱼中抽取海水样本，并测试水中的鱼的基因
对水的分析能够揭示鱼的相对丰度，两种取样方法的结果有70%的匹配
除了方法之间的巨大一致性之外，研究发现，每种取样方法都会产生彼此遗漏的信息
虽然环境脱氧核糖核酸(“埃德娜”)以前被证明是确定一个水域中鱼类种类的可靠方法，但新的研究首次表明，漂浮在海水中的埃德娜片段也揭示了在其中游泳的物种的相对丰度
由国际海洋考察理事会著名的《海洋科学杂志》发表的这篇论文证明了“脱氧核糖核酸捕鱼”是对渔网、声学和其他监测鱼类健康和/或水生生物多样性、分布和丰度变化的既定方法的廉价、无害的补充
这篇由洛克菲勒大学、蒙莫斯大学和新泽西海洋渔业局合作的论文称，一升样本中的鱼类多样性和相对丰度信息相当于6600万升拖网，足够装满一个足球场到门柱顶端的海水
在2019年新泽西海洋拖网调查的四次航行中，在“海狼”号研究船上
洛克菲勒大学人类环境项目的高级研究助理马克·斯托埃克勒在拖网降下之前，从不同深度抽取了一升易拉罐大小的水样
这一发现对改善全球渔业管理有着深远的影响，并在数百万公民科学家的帮助下，促成了在河流和沿海水域进行“美国大鱼类计数”的早期提议，类似于奥杜邦的“后院大鸟类计数”
鱼和其他生物会像头皮屑一样脱落脱氧核糖核酸
Stoeckle解释说，不管它们游到哪里，都会留下一条看不见的痕迹
这种环境DNA可以是皮肤细胞、粪便、尿液、卵子和其他在海洋中持续几天的生物残留物
埃德娜采样一年，自付费用:12，000美元 与传统的海洋生物监测方法相比，埃德娜方法简单易行，成本极低，传统的海洋生物监测方法需要大量的船员和人手
洛克菲勒大学的合著者扎卡里·查洛普·鲍尔斯是DNA分析软件的主要开发者，他解释说埃德娜测试包括收集和过滤水样，在实验室提取和测序DNA，然后匹配在线DNA参考库中的结果
“该团队使用的生物信息学工具与微生物学家常用的‘条形码’分析管道相同，但适用于海洋脊椎动物的研究
" 他还指出，取样和脱氧核糖核酸提取一年只需要1.2万美元的投资，不包括工资
瓶子里的信息:1升海水中的脱氧核糖核酸= 6，600万升的拖网，足以填满一个体育场到门柱顶端
一项名为“伟大的美国鱼类计数”的提议，包括公民科学家收集水样本，可能为即将到来的联合国海洋十年期间的第二次全球海洋生物普查做好准备
这里是蒙莫斯大学生物学助理教授基思·邓顿收集埃德娜的水样
学分:蒙莫斯大学城市海岸学院 “环境脱氧核糖核酸在海洋领域的应用非常广泛，”博士说
斯托埃克勒是哈佛大学的医学博士，他帮助开创了基因“条形码”，即从动物基因序列的一小部分识别物种
“例如，埃德娜提供了一种低成本的方法来监测海洋保护区的有效性，或者恢复珊瑚礁的努力是否成功
它可以揭示海洋工业活动的生态影响，包括近海风力发电场、石油和天然气钻井平台以及商业和休闲渔业
" 博士补充道
Stoeckle:从正确的角度来看，如果我们认为拖网是一种全面的医学计算机断层扫描或核磁共振扫描，那么埃德娜可以被认为是一种袖珍超声波——它可以在医院的任何地方携带和使用，而不需要安排全面检查的时间和费用
随着技术的进步和脱氧核糖核酸参考库的增长，埃德娜调查将变得越来越好，信息量也越来越大
合著者Dr
蒙莫斯大学海洋科学的捐赠副教授詹森·阿道夫说:“埃德娜还可以用来识别用拖网难以到达的海洋区域的生物，比如非常多岩石的区域，或者太深或太浅的地方
" Monmouth合著者Dr
基思·J
濒危鱼类专家邓顿指出，这一结果对稀有鱼类和普通鱼类都很有前景
“埃德娜和其他技术，如声学遥测技术，提供了一种敏感的、非提取的方法来监测稀有、受威胁和濒危物种的减少和恢复，”他说
“我们不需要让他们经历紧张的捕捉，就能知道他们在那里
" 拖网调查是用于监测鱼类种群的主要工具，它已经仔细制定了协议，并产生了丰富的信息，但它成本高、耗时长，并且需要特殊设备和鱼类鉴定专家
由于需要的船员数量，这种拖网最近受到新冠肺炎的限制
新泽西每个季节的调查都包括部署一个底拖网，类似于商业捕鱼中使用的拖网，在船只后面以预定的模式进行
网里的捕获物被拖上来，放在桌子上分类，记录下每一个被识别物种的重量
大约每三个月进行30至40次拖网捕捞
为了将拖网调查与埃德娜调查进行比较，在拖网进行之前，在表层和深层采集了1升水样
然而，样本仅在每四次拖网之前采集
当对两次调查的数据进行分析时，埃德娜调查发现了大多数相同的鱼类物种，也发现了拖网中未捕获的物种
它只采集了四分之一的样本，只花了很少的精力
该论文称，在给定的月份中，拖网检测到的大多数物种(70%到87%)也被埃德娜检测到，反之亦然，包括几乎所有(92%到100%)丰富的物种
相反，大多数辍学者是相对罕见的分类群
大约70%的鱼类物种的拖网和埃德娜高峰季节丰度一致
在其他比较中，月埃德娜物种“读数”与拖网中恢复的该物种的月重量或生物量相关
埃德娜报告“很大程度上与海洋鱼类物种丰富度、组成、季节性和相对丰度的月度拖网估计一致，”论文说
“重要的是要理解这两种方法的结果是真实的，并且是互补的，”斯托埃克说
“它们捕捉到许多重叠、一致的信息，以及每种方法独有的一些信息
" 蒙莫斯大学学生斯凯勒·波斯特储存水和埃德娜样本
学分:蒙莫斯大学城市海岸学院 新泽西州环境保护部的格雷戈里·欣克斯与海洋渔业局的同事斯泰西·M·共同撰写了这篇论文
范莫特补充道:“在像COVID这样的时间里，用大团队进行调查是不安全的，eDNA方法可能仍然允许我们在调查中保持一定的连续性
在任何情况下，将eDNA与现有的调查相结合，最终可能会提供一种负担得起的方法来改善海洋鱼类资源的评估
" 这篇新论文提出了进一步的研究要求，比如更好地校准埃德娜对鱼体重的“读数”——例如，与一公斤重的海鲈鱼相比，1000只重1公斤的凤尾鱼会损失多少DNA？—如何解释埃德娜读数可能是由于捕食者攻击造成的伤害
由于为埃德娜收集水是如此快速和容易，研究或海洋船只和商业和娱乐船只可以收集样本，因为他们从一个地方到另一个地方
甚至无人机也可以用来收集水样
随着在海洋和淡水中的额外研究的益处，使用埃德娜的动物数量估计将继续改善，以及允许可靠地识别水生物种的脱氧核糖核酸参考数据库
洛克菲勒大学人类环境项目主任杰西·奥苏贝尔(Jesse Ausubel)说，埃德娜为前所未有的价值、质量和可负担性的调查开辟了道路，他开发并帮助监督了第一次国际海洋生物普查，这是80个国家约2700名科学家十年(2000-2010年)的合作
“埃德娜使海洋成为生物信息的海洋，”他说
“在美国
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我们可以组织一次“美国鱼类大计数”活动，在活动中，数百万市民科学家可能会为遍布我们所有水域的埃德娜测试收集水
在全球范围内，刚刚开始的联合国海洋十年可能包括在一天或一周内从海底到海面、从近岸到海洋中部的全球鱼类数量大抽样调查
" 蒙莫斯大学城市海岸研究所所长托尼·麦克唐纳说:“我们的研究所和科学家们很高兴支持这项创新性的工作，这是近年来UCI和洛克菲勒大学人类环境项目合作的几个项目之一
" “我们希望有机会继续并扩大我们与新泽西州环境保护部海洋渔业和国家海洋和大气管理局在未来拖网捕鱼方面的合作，以进一步推进埃德娜研究
" 蒂姆·加劳德评论
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美国少将
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海军(退役
海洋和大气事务助理商务部长兼美国国家海洋和大气管理局副局长:“美国国家海洋和大气管理局正在迅速推进包括埃德娜在内的组学技术，以提高我们监测和了解海洋和大湖区生物群落的能力
" “重要的应用包括监测濒危和入侵物种、评估生态系统健康的生物多样性、跟踪水产养殖病原体以及扩大渔业调查
" “通过美国国家海洋和大气管理局的‘组学战略’和我们即将出台的实施计划，我们已经确定了目标和可行的步骤，以整合现代‘组学技术’来帮助完成我们的使命
与洛克菲勒大学和其他合作伙伴的合作将使我们能够扩大和推进组学研究和埃德娜对美国蓝色经济的直接支持
" 海洋埃德娜的潜在应用包括: 探索:发现以前在某些范围内未知的物种发现稀有物种和其他科学未知的物种(或没有基因组数据库)在偏远、难以到达和有趣的地方取样评估鱼类种群的规模确定海洋动物的范围确定保护区指定对鱼类和其他海洋动物种群的影响以及其他形式的生态恢复监测养鱼作业、近海石油和天然气作业或风力农场对本地物种的影响确定人工珊瑚礁的影响， 严重风暴和对海洋生态系统的其他干扰，包括有害藻类开花监测脆弱、受威胁或濒危物种、入侵物种或对游泳者有危险的物种的存在增加气候变化的影响测绘海洋动物多样性、分布、迁徙和丰度，包括入侵物种和受运动渔民欢迎的物种
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