从一瓶海水读出海洋物种“家底”

一瓶看似普通的海水，能告诉我们什么？在山东青岛胶州湾畔，答案可能超乎想象。科研人员只需从海水中采集水样，就能勾勒出这片海域的生物“全家福”，从微小的浮游藻类到行踪不定的濒危水鸟，都无所遁形。

这背后，是一项名为环境DNA的硬核技术。山东省青岛生态环境监测中心的高级工程师刘旭东及其团队，正率先将这项技术应用于海洋生物多样性调查，为胶州湾建立了一套独一无二的生物“身份证”系统。

环境DNA，通俗来讲，就是生物“留在环境中的痕迹”。在海洋里，任何生物活动时都会不经意间留下DNA片段——可能是脱落的黏液、皮屑、排泄物，甚至是鸟类掉落的羽毛。科学家无需与生物直接照面，只需分析水样中这些微量的遗传物质，就能识别出谁曾在这里驻足。

传统监测方法高度依赖人工采样和显微镜观察，存在明显的局限。“错过了就错过了，认不出来就是认不出来。”刘旭东解释道。而环境DNA技术则展现出更高的灵敏度，能够捕捉到那些更为罕见、容易被忽略的生物信号。

2025年8月的一次经历，让团队对这项技术的可靠性有了更深的认识。当时，胶州湾海水浮游植物浓度异常升高，采样网衣上覆盖了厚厚的藻类。在光学显微镜下，这些微小生物的形态特征模糊难辨，团队初步判断可能是小环藻，但无法下定论。

于是，一场“双盲”验证随即展开：样本被同时送往扫描电镜进行万倍放大观察，并进行环境DNA测序分析。最终，两种截然不同的技术路径指向了同一个答案——萎软海链藻。这次成功的相互印证，极大地增强了团队的信心。毕竟，肉眼观测一旦出错不易察觉，事后复核也费时费力；而环境DNA将生物信息数字化后，可以随时调取、反复核对，准确率自然大幅提升。

一套完整的环境DNA监测流程，就像为海水做一次精密的“身份识别”。首先在目标海域采集水样并进行原位富集，随后在实验室中对DNA进行提取、纯化和扩增，接着进行高通量测序，最后通过比对庞大的生物基因数据库或运用物种识别算法，就能准确锁定水样中存在的生物种类。

有趣的是，这项初衷用于监测海洋生物的技术，还意外收获了“跨界”成果。中华凤头燕鸥，这种国家一级保护野生动物，传统监测方法因其行踪不定而难度极大。

这是中华凤头燕鸥的捕食场景。新华社发

团队在关注胶州湾生态时，萌生了一个想法：能否通过环境DNA技术捕捉到这种珍稀鸟类的踪迹？2025年10月，他们在胶州湾鸟类频繁活动的区域，分别采集了空气、水体以及散落的羽毛样本。结果令人振奋，三类样本中均成功检出了中华凤头燕鸥的特异性DNA信息。这意味着，即便研究人员从未亲眼目睹其身影，也能通过分析环境中的遗传痕迹，确认它曾在此区域活动过。

采集一捧水、一罐空气，就能知道它是否来过——这种非侵入式的监测手段，与传统拖网、潜水观察截然不同。它无需抓捕，也不惊扰任何生物，却仿佛拥有一双“天眼”，看得更广、更准，正悄然改变着我们认知和保护海洋生态的方式。