mile米乐中国官方网站 调查深海生物多样性的先进方法

米乐m6官方网站（以下简称“AIST”），地质信息研究部，井口亮，首席研究员，铃木淳，环境创造研究部研究组组长，铃村雅宏，研究部助理，冢崎步，立正大学地球与环境科学学院首席研究员岩崎望，节南农学部教授国岛大河大学与讲师（前 AIST 客座研究员）合作，环境 DNA（eDNA）方法，我们已经证明可以全面捕获深海鱼类物种，包括那些仅通过图像观察而被忽视的物种。

近年来海山由于海山远离陆地且位于深海，研究机会有限，因此对生物多样性的研究和了解必须尽可能高效和全面。假设海山资源开发环境基线调查

此结果将于 2024 年 5 月 31 日（当地时间）发表在 Nature Portfolio 杂志上。npj 生物多样性

在矿产资源贫乏的我国，海山富钴地壳等海洋矿产资源的开发寄予厚望，CCS（二氧化碳捕获和储存）项目等海洋工业用途也在大幅扩大。在开发海洋矿产资源时，越来越需要建立监测海山周围生态系统的方法，例如调查和了解深海鱼类的多样性，获取和积累环境和生态系统数据。在公海，需要根据国际海底管理局制定的环境准则进行环境基线调查。

传统上，摄像机安装在海底以获取环境和生态系统数据，远程操作探头(ROV) 上的相机观察图像。虽然这种方法对于底栖生物有效，但不适合了解高度游动的深海鱼类。另一方面，环境 DNA (eDNA) 方法可以仅从水样中识别生物体的类型；底漆很难检测到不相容的物种。

因此，近年来，已经进行了结合eDNA技术和图像观察的研究。然而，对深海底的观测实例极其有限，也没有专门针对海底山区域的研究。

AIST 在日本能源金属矿产局 (JOGMEC) 的领导下，一直致力于富钴结壳发育的环境基线调查。作为这项工作的一部分，我们对深海鱼类的多样性进行了全面的调查和了解。在这里，我们提出了一种使用海水和海绵样本以及遥控潜水器 (ROV) 的 eDNA 方法，自由落体深海海底相机“Edokko No 1”一起使用。这项研究是经济产业省委托项目的成果。

我们比较了在西北太平洋的一座海山上使用 eDNA 方法和图像观测获得的结果（图 1 顶部）。要分析海水中的eDNA，需要过滤大量海水以收集和浓缩生物碎片和残留物。附着在海底基岩上的海绵动物在海山地区也比较常见，它们通过不断过滤周围的海水以漂浮的有机物为食，并被用作 eDNA 分析的天然质量过滤装置。

通过结合使用这些不同的方法，可以了解每种方法无法捕获的深海鱼类，分析的结果是，总共检测到了 18 科的深海鱼类。鱼类科的检测模式在 eDNA 和图像观察方法之间存在显着差异（图 1，底部）。其原因被认为是利用图像观察难以捕获小鱼，并且由于引物不合适而无法利用eDNA方法有效捕获一些鱼类。这一结果表明，通过将eDNA方法与图像观察结合使用，可以了解任何一种方法都无法捕获的深海鱼类，也可以促进eDNA方法在海洋中的应用。远洋板鳃纲（早上好）遗传信息的重要性（鲨鱼和鳐鱼的家族成员，如图 a）并应用引物来扩增其 eDNA。

虽然基于单独方法的研究成果发表不断增加，但比较 eDNA 方法和图像观察的优缺点并阐明两者组合的协同效应的研究实例却很少。这项研究的结果将为制定未来深海环境监测策略提供重要知识。

通过结合 eDNA 和图像观察方法，我们能够获得有关海山周围深海鱼类生物多样性的详细信息，而对这些鱼类区系的了解极其有限。分析海山周围海水和海绵样本中的 eDNA 的方法将有助于环境基线调查和采矿活动的影响评估，达到以前无法通过图像观察了解的水平。此外，eDNA方法不仅可以有效检测鱼类，还可以有效检测看不见的微生物。

虽然此次进行的eDNA分析程序还需要进一步改进，例如采样水量和不同DNA标记的应用，但eDNA与图像观察方法相结合的方法有望广泛用于调查和了解包括海山在内的深海区域的生物多样性。

已出版的杂志：npj 生物多样性
论文标题：利用环境 DNA 和成像研究 Takuyo-Daigo 海山的深海鱼类群落
作者：Akira Iguchi、Miyuki Nishijima、Eri Ikeuchi、Hiroyuki Yokooka、Hideki Sugishima、Kazumasa Ikeda、Ryuichi Miwa、Yoshiro Sekido、Nozomu Iwasaki、Masahiro Suzumura、Ayumi Tsukasaki、Yuichiro Tanaka、Shogo Kato、Jumpei Minatoya、冈本伸之、国岛大河、伊势雄二、铃木敦
DOI：101038/s44185-024-00042-w

环境 DNA

生物体通过排泄物、皮肤细胞等释放到环境中的 DNA 产品。[返回来源]

海山

一种海底地形。深海海底的凸起区域，底部有圆形或椭圆形。一般而言，山丘是相对于周围海底相对高度为1000m以上的山丘，山丘高度低于1000m。目前，仅在太平洋就已发现约2000座海山。[返回来源]

环境基线调查

一项调查，旨在了解周边海域的环境和生态系统及其自然波动的数据，以预测和监测海洋资源开发对环境的影响。国际海底管理局（ISA）制定了深海海底环境基线调查大纲指南。[返回来源]

富钴地壳

分布在西北太平洋地区海底约800米至2400米深处的海山山坡上覆盖着从顶部到山坡的岩石（基岩），其厚度为数毫米至十几厘米，含有钴、镍、铜、铂、锰等金属。[返回来源]

远程操作探头

一种海洋研究工具，还可以通过人类操作拍摄图像和采样水样。[返回来源]

底漆

从样品中提取 DNA 并进行聚合酶链式反应 (PCR) 时会使用合成 DNA，该反应会扩增 DNA 序列的特定部分，是定义待分析 DNA 区域的关键。引物碱基序列的设计决定了分析的成败。[返回来源]

自由落体深海海底相机“Edokko No 1”

定点深海相机，可承受深达8000米的水压，可拍摄数月的长时间照片。它从船上发射到海面并通过自由落体方式安装到深海中。浮出水面时，船舶利用船舶发出的声波信号分离重量，完成观测后利用自身浮力上升到海面。也可以使用电线进行安装和恢复。[返回来源]

远洋软骨鱼

指生活在大陆架近海的软骨鱼类（鲨鱼和鳐鱼）。[返回来源]