在深圳大鵬灣出沒的鯨類動物「小布」到底是什麼品種?7月27日,讀創記者從華大海洋獲悉,利用環境DNA技術,科研人員鑑定出「小布」確實是一頭小布氏鯨(Balaenoptera edeni)。
自6月29日「小布「被發現以來,華大海洋第一時間組建了以華大海洋黨支部書記、華大海洋研究院常務副院長游欣欣博士為組長的科研攻關小組,從其活動的大鵬灣海域採集海水樣本。經過連續多天的技術優化,從水體中捕獲DNA片段,揭開了這頭「鯨」喜來賓的真實身份。
華大海洋科研團隊在大鵬灣海域取樣
名副其實的「小布」
據了解,鬚鯨屬是一類大型海洋哺乳動物,包含8個現生種,包括了世界上最大的哺乳動物藍鯨。鬚鯨屬一般可分為長鬚鯨、塞鯨、布氏鯨、小布氏鯨、藍鯨、小鬚鯨、南極小鬚鯨和角島鯨。
究竟小布屬於哪一個品種?為了不驚擾到小布,科研團隊採集水樣的點需要遠離小布的出沒點,這樣捕獲到小布環境DNA的概率大大降低。可以說,成功的概率無異於大海撈針。在開展此項工作的初期,華大海洋科研人員採用傳統的方法檢測小布的環境DNA,結果一無所獲。
後續,科研團隊大膽嘗試了新思路,採用了高通量測序技術,終於捕獲到小布的環境DNA。
華大海洋科研人員通過對環境DNA水體樣品採集及高通量測序,以4種鬚鯨屬動物的線粒體全基因組序列為參考序列,從5.2×109條測序序列(52億條測序reads),捕獲到6條能比對到參考序列的序列(reads),概率是十億分之一,這6條reads組裝出4條長度約150到240 bp不等的小布線粒體基因序列,它們分別位於tRNA-Met、ND2、ND4及CYTB區。
這4條序列與已報道的保存在日本東京國立科學博物館裏的小布氏鯨樣本(樣本編號NSMT-M33622,GenBank序列號AB201258.1[5])的序列相似性分別為99%、100%、100%和100%,而與其他三個物種的序列相似性只有95%至97%。
因此,最終確定小布是一頭小布氏鯨,與「小布」這個可愛的稱呼「不謀而合」。
小布氏鯨「小布」。
可以不對研究生物造成任何影響
究竟環境DNA技術如何通過一瓢水來鑒定出物種呢?
華大海洋的科研人員表示,環境DNA技術指的是在環境樣品中所有被發現的不同生物的基因組DNA的混合,生物脫落的表皮細胞或糞便是該項技術的主要來源。科研人員通過環境樣品採集,並過濾掉樣品中的雜質,收集、濃縮和提取樣品中的DNA,再通過PCR和/或高通量測序技術放大、解讀這些DNA序列,理論上就可以知道環境中都有哪些物種了。
華大海洋科研人員表示,環境DNA技術主要用於檢測陸生和水體環境中微生物(細菌、真菌),近些年開始在水生脊椎動物研究中崭露頭角,例如無刺蝠鱝、鯊魚等軟骨魚類和多種硬骨魚類,而針對個體較大的海洋哺乳動物的研究卻鮮有報道。目前國際上尚無採用環境DNA技術鑒定小布氏鯨這一類物種的報道。
大鵬新區綜合辦提供
相較於傳統的研究方法而言,新興的環境DNA技術有很多優勢。傳統的大型海洋生物研究方法有組織取樣、聲學調查、衛星標記、航測和照片識別等等,但這些方法僅能在天氣條件好、能見度高的時候適用於活躍於水體表層的個體,限制因素繁多。環境DNA技術不僅能克服以上種種限制因素,還能極大地提高檢測靈敏度,最重要的是,它對所研究的生物不造成任何影響和傷害。
據了解,華大海洋科研團隊接下來還將進一步對獲得的環境DNA數據進行分析,解讀數據中魚類的DNA信息,評估小布在大鵬灣活動海域的魚類種類及其豐度,推測小布的飲食結構,為更好地「招待」這位「大朋友」提供參考借鑑,為大型鯨豚類的保護提供科學依據。