图为云南西双版纳国家级自然保护区关坪站的护林员在亚洲象栖息地用昆明动物研究设计的采样包采集环境DNA样本。 资料图片

记者尚玉

“当真菌越多样时，朽木腐烂的速率（CO2释放速率）更慢。”这是中国科学院昆明动物研究所（以下简称昆明动物研究所）在哀牢山使用生物多样性汤技术直接对朽木屑中提取的真菌DNA展开的多样性评估，这一结果揭示了真菌多样性对朽木分解及其过程的影响。

近期，昆明动物研究所还将生物多样性汤技术和环境DNA技术结合，在云南省林业和草原局以及西双版纳国家级自然保护区管理局和保护区科学研究所的支持下，开展亚洲象及其伴生物种的监测工作。

生物多样性汤是一项什么技术？与传统监测技术相比，又有哪些优势？本报记者就此采访了昆明动物研究所高级工程师杨春燕和李维薇，以及云南省审计厅自然资源和生态环境审计处郭三杰。

什么是生物多样性汤？

“生物多样性汤技术，也就是我们常说的高通量条形码技术、宏条形码技术，或者宏基因组技术，它是一种以高通量测序技术为基础的生物多样性快速监测手段。”杨春燕解释道。

在开展生物多样性监测和评估时，科研人员时常面对的物种并不单一，而是千姿百态、丰富多样的。

杨春燕表示，这项技术可以对多种生态系统类型进行生物多样性监测和评估分析，包括含有生物体的混合性生物样本，例如用扫网收集到的各种昆虫，或是从底泥、土壤、水体、空气等多种环境介质中收集到的不含有生物体本身但包含它们遗留在环境中DNA的环境样本。监测的对象可以涵盖植物、动物、微生物等多样化的生物类群。

杨春燕告诉记者，在研发生物多样性汤技术之初，特别选取了动物界中最为庞大的类群——节肢动物作为起点。昆虫、蜘蛛、虾、蜈蚣等成员都属于这个大家庭。它们种类繁多且数量庞大，然而它们中的许多个体甚至微小得难以用肉眼捕捉，更不用说进行鉴定和监测。

“我们会用马氏网在野外捕捉节肢动物。”据杨春燕介绍，马氏网的收集瓶中装有纯酒精，经过一周的静候，很多昆虫会因为趋光效应自己爬进收集瓶，采集到的节肢动物便被“封印”在了酒精之中。

酒精里泡着虫子像极了云南的“泡酒”。杨春燕表示，虽然“泡酒”这个称谓挺有趣，但考虑到其他样本类型的多样性，最终选择以“汤”来命名这种混合物。这种混合的样本更像是一锅汇聚了众多物种精华的“生物汤”。

这碗“汤”独特在哪儿？

云南省审计厅在审计中尝试利用这一技术获取生物数据，取得了预期的效果。据杨春燕介绍，他们在护林员采集的样本中找到了多种与亚洲象伴生，而难以用传统方法监测的珍稀濒危野生动物，如蜂猴、豹猫等。“这是利用‘汤’这项新技术获取的生物多样性数据支撑保护区管理成效评估的一次有效尝试。”郭三杰告诉记者。

这项技术为何能引起审计人员的关注呢？郭三杰表示，生物多样性监测并不是一次性工程，而是一项长期工作，当多样性数据呈现时间和空间的连续性时，就能更好地对环境变化做出动态评估，对地方和区域由于生态系统保护管理所引起的生物多样性变化可以被及时反应，将来甚至可以用作地方党政领导生态责任考评的评价工具。

李维薇举例道，科学家们曾以一种广泛分布于亚马逊丛林里的小型鸟类——冕蜡嘴鹀作为评估亚马逊雨林生物多样性的指示性物种，原因是当雨林遭受破坏，如树木被砍伐或植被被清理时，冕蜡嘴鹀的栖息地会受到影响，其种群数量也会相应减少。如果冕蜡嘴鹀的种群数量下降或分布范围缩小，这可能意味着雨林生态系统正在遭受破坏，生物多样性正在下降。但是基于指示性物种的评估往往很难代表整个生态系统的多样性状况，这也会导致监测结果的误判和给出误导性的建议。

“与传统监测技术不同，生物多样性汤技术可以一次处理和分析上百份混合性生物样本，为大规模动态监测工作的开展提供了可能，也为我们的生态环境审计提供了强有力的数据支撑。通过流程的进一步标准化，可以极大地降低对分类学专家的依赖。”郭三杰补充道。

“生物多样性汤技术借助二代测序技术——高通量测序技术的力量，当不同的混合生物样本带上可以加以区分的测序标签，上百份不同的样本就可以被混合在一起同时测序，并产生大量测序数据；再经过不断改进的生物信息学分析，通过之前加上的标签回到具体对应的样本，以及这些样本中含有的物种信息，然后再进行生态学分析。”杨春燕解释道。

杨春燕告诉记者，为了更好地在西双版纳国家级自然保护区内开展亚洲象及其伴生物种的监测工作，昆明动物研究所特地设计优化了一种轻便的采样包，让护林员在日常巡护的过程中顺便采集水样，护林员们按照标准的采样流程，定期在各自负责的巡护区内采集样本，这使得样本可以覆盖保护区的监测网格，以便获得兼具时间连续性和空间连续性的数据。这些样本会被定期寄到昆明动物所的生物多样性基因组中心进行DNA提取和后续分析。

“我认为这项技术是我国生态环境监测领域的新质生产力，有望推进生物多样性保护融入国家治理体系和治理能力的现代化，期待这项技术能尽快融入我国自然保护区的日常监测体系中。”郭三杰表示。