地球正面临着一场生物多样性危机，物种灭绝的速度惊人。政策行动终于跟上了这一困境，联合国在2022年12月达成了一项历史性协议，旨在到2030年保护地球30%的荒野。解决这场危机将是一场艰苦的战斗——包括量化这些损失所需的基础设施。
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这些关键数据可能现在来自于一个令人惊讶的来源：空气质量监测站。在一项于6月5日发表在《细胞生物学》杂志上的研究中发现，几十年来，全球数千个这样的环境空气质量监测站一直在无意中收集其过滤器中的环境DNA（eDNA）。
“生物多样性领域最大的挑战之一是在景观尺度上进行监测——我们的数据显示，这可以通过利用现有的空气质量监测站网络来解决，这些网络由许多公共和私人运营商管理，”该研究的合著者、约克大学生态学家伊丽莎白·克莱尔在一份声明中表示。“这些网络已经存在了几十年，但我们从未真正考虑过它们收集的样本的生态价值。”
空气质量监测站已经存在了几十年，但捕获和分析eDNA的方法相对较新。先前研究的数据提供了概念验证证据，表明可以通过对动物园空气进行采样来识别其中的物种。
在这项新研究中，一个研究团队测试了含有当地植物、昆虫和其他动物信息的空气中的eDNA，是否作为空气质量监测网络正常运行的副产品被捕获在这些过滤器中。这些网络通常监测重金属和其他污染物。
他们从英国两个地点的过滤器中提取并扩增了DNA，并从180多种不同的真菌、植物、昆虫、哺乳动物、鸟类、两栖动物和其他动物群中回收了eDNA。物种名单包括许多有吸引力的物种，如獾、睡鼠、小猫头鹰和光滑蝾螈。此外，他们还能够检测到具有特殊保护意义的物种的DNA，如刺猬和歌鸟。树木和植物包括白蜡树、椴树、松树、柳树、橡树、蓍草、锦葵、雏菊、荨麻和草。据该研究报道，还识别出了农作物如小麦、大豆和卷心菜的DNA。
此外，过滤器还包含34种鸟类的DNA。数据显示，更长的采样时间捕获了更多的脊椎动物物种，这可能是因为随着时间的推移，有更多的鸟类和哺乳动物访问该区域。
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据该团队称，空气质量监测网络一直在以非常标准化的方式收集当地生物多样性数据，但其生态意义长期以来一直未被注意到。在一些地方，样本被保存了几十年，这表明可能已经存在捕捉了长期生态数据的现有样本。只需稍作改动，就可以利用这个已在全面运行的网络，对陆地生物多样性进行详细监测。
“在我看来，最重要的发现是证明了通常用于国家环境空气质量监测网络的空气采样器也可以收集eDNA，”该研究的合著者、英国国家物理实验室的空气质量专家詹姆斯·阿勒顿在一份声明中表示。“可以推断，这些网络——在它们多年的运行中以及在全球其他国家——一定无意中捕获了我们呼吸的空气中的eDNA。”
该团队目前正在努力尽可能多地保存这些样本，并考虑eDNA。该团队表示，需要全球共同努力才能触及他们所有的生物多样性数据宝库。
“这项发现的潜力怎么强调都不为过，”该研究的合著者、伦敦玛丽女王大学生物学家乔安妮·利特尔菲尔在一份声明中表示。“这可能彻底改变追踪和监测生物多样性的方式。几乎每个国家都有某种形式的空气污染监测系统或网络，无论是政府拥有还是私人拥有，在许多情况下两者兼有。这可以解决如何在巨大范围内衡量生物多样性的全球性问题。”
