哥本哈根大学健康与医学科学学院GLOBE研究所的海洋哺乳动物副教授、该研究的发起人Morten Tange Olsen说:“我们对北极的海洋物种和生态系统知之甚少，因为在该地区进行实地调查和监测生物多样性通常是昂贵和困难的。”

为了解决这些问题，哥本哈根大学、奥胡斯大学和格陵兰自然资源研究所的研究人员在当地猎人和渔民的帮助下，在西格陵兰岛收集了水样。他们的方法很简单:乘小船出海，用瓶子收集水。然而，其内容要复杂得多。装有海水的瓶子里含有所谓的环境DNA，可以让我们深入了解气候变化和人类活动是如何影响生物多样性的。研究人员选择把重点放在弓头鲸上，它是北极生态系统的关键物种，因此是水温和海冰覆盖变化的一个很好的指标。

“水样中含有足够的弓头鲸DNA，可以确定它们的存在、基因多样性、种群组成和迁徙模式。”实际上，你可以监测北极的海洋生物多样性，只需要乘坐一艘小船，用瓶子收集水，然后在DNA实验室进行分析。“通过这种方式，我们能够密切关注人类和气候变化如何影响北极的弓头鲸和其他海洋生物，”Morten Tange Olsen说。

瓶子里的脚印

2017年5月和2018年5月，研究人员与Qeqertarsuaq (Godhavn)的当地猎人和渔民一起，从西格陵兰岛的迪斯科湾收集了100多个一升的水样。五月，海冰刚刚破裂，弓头鲸来到这里觅食。这些样本是从沿着横断面的小船上收集的，特别是在弓头鲸的“足迹”上收集的——当鲸鱼浮上来呼吸和再次潜水时，水面上产生的小涟漪。

“在这样一个脚印中，弓头鲸的DNA要比在同一时间同一地区随机采集的水样中多得多。”“你可以在鲸鱼鸽子至少10分钟后的足迹中找到露脊鲸的DNA，”Natasja Lykke Corfixen说，她帮助发起了这项研究，作为她在哥本哈根大学科学学院和格陵兰自然资源研究所硕士论文的一部分。

通过优化实验室的DNA方法，研究人员希望能够根据水样对鲸鱼的整个基因组进行测序。“到目前为止，我们已经成功地从水样中对线粒体基因组进行了测序，我们目前正在测试各种方法来捕获鲸鱼的整个基因组，以及构成其食物链一部分的藻类和甲壳类动物的基因组，”GLOBE研究所的博士生Dóra szacykely说。

基于水样的健康和基因

研究人员希望，通过优化DNA提取和测序方案，以及更多地了解基因、行为和健康之间的联系，他们最终将能够使用这种方法来监测弓头鲸和许多其他动物的健康状况。

“环境DNA领域正在迅速发展，越来越多地用于监测湖泊、河流、湿地以及某种程度上的海洋的生物多样性。”我们已经证明，这种方法在北极也很有用，它不仅可以用来监测一个物种的存在，还可以用来监测它的多样性和运动模式。Morten Tange Olsen说:“通过进一步发展这种简单的方法，我们能够大大增加我们对海洋生物多样性的了解，并有望增加气候变化和人类活动的影响。”