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天空才是極限：基于空氣中的DNA 監測昆蟲多樣性
昆蟲，作為地球上已知物種中最大的類群，歲月滄桑，它們雖然古老，但是一直與時俱進，身體也在不斷特化，*的生活環境，使得昆蟲們走向了不同的演化道路：鞘翅目堅硬的鞘翅、鱗翅目華麗的鱗粉、膜翅目鋒利的蟄針和社會性、雙翅目的平衡棒、半翅目臭名昭著的臭腺、直翅目強有力的跳躍足都令昆蟲學家無法自拔（圖1）。據估計，世界上現存550萬種昆蟲，雖然不斷有新種被昆蟲學家們發現，但目前被報道出來的昆蟲只有100萬種，仍有很多物種尚未被發現就已經滅絕。這無疑令昆蟲學家和愛好者們心痛惋惜。
2021年12月，來自瑞典德隆大學的調查團隊使用環境DNA（eDNA）技術通過空氣DNA檢測昆蟲多樣性（圖2）。作為瑞典的學府，德隆大學世界，他們的這一發現立刻引起了歐洲生態學家及昆蟲學家的廣泛關注。他們通過在瑞典的三個采樣點富集空氣，成功識別出了85種昆蟲DNA。其中包括許多重要類群，如鞘翅目 的甲蟲、膜翅目的蜜蜂、黃蜂、螞蟻、雙翅目的蒼蠅以及鱗翅目的蛾類。此研究不單證實了這類昆蟲的存在，而且檢測出了許多脊椎動物，如鳥類、哺乳動物和一些家養物種。這一發現為全球生物多樣性觀測提供了一種全新的方式。
傳統的采樣方法（主要適用于大型昆蟲的采集）需要采樣人員具有專業的分類學知識，且操作不當還會導致昆蟲的傷亡。而DNA宏條形碼技術不但對采樣人員的專業背景要求較低，而且可以從單個樣本中檢測到多個物種。
此外，當研究人員將環境DNA（eDNA）調查結果與傳統方法調查結果對比發現，有些物種用兩種方法均可檢出，有些物種僅在其中一種方法中成功被檢出。例如，研究人員使用傳統方法發現了48種鱗翅目的蛾類，用eDNA技術發現了9種，其中有4種與傳統調查結果相重合。
因此，為更好地應對全球生物多樣性危機，我們需要將多種方法協同使用，實現優劣互補，同時不斷改進新技術。
環境DNA（eDNA）技術的開發為更快速、更靈敏的生物多樣性監測提供了可能。目前，eDNA技術已經被生態學家用于大冠蠑螈Triturus cristatus的調查（圖3）。但迄今為止，大部分的eDNA研究都集中在水生生態系統中。雖然環境DNA空氣采集法尚處于起步階段，但研究人員堅信這一技術可以為全球生物多樣性監測提供強有力的支持。
接下來，科學家們將對eDNA技術進行優化，以進一步提高空氣中DNA宏條形碼數據的準確性及檢測的靈敏度，進而深入了解DNA在空氣中的移動機制。值得一提的是，該方法也可用于入侵物種的檢測，甚至是疾病媒介的早期檢測。