生态学家已经证明，物种传播到其环境中的遗传物质不仅可以揭示该物种的存在，还可以揭示整个种群的广泛遗传信息。
环境DNA (eDNA)的研究进展为保护濒危和脆弱物种以及管理破坏性入侵物种开辟了新的可能性。
康奈尔大学阿特金森可持续发展中心的弗朗西斯·j·迪萨尔沃主任、研究报告的合著者大卫·洛奇说:“这项突破是我们从eDNA中越来越多地了解到的持续轨迹的一部分，这项新研究检测了一个物种内的遗传变异。”“为了保护生物多样性，我们越来越接近法医科学家每天在犯罪现场所做的事情。”
在发表在《美国国家科学院院刊》上的这项新研究中，研究人员证明，他们的方法在整个五大湖和纽约五指湖的入侵圆形虾虎鱼的现场采样中是成功的。
这项工作建立在两年前在卡尤加湖进行的一项试点研究的基础上，当时研究人员从圆虾虎鱼身上提取了组织样本，并从虾虎鱼居住的水中提取了eDNA样本。他们发现这两种方法提供了相似的遗传信息。
这两项研究的第一作者都是卡拉·安德烈斯博士。1922年，洛奇实验室的前研究生现在是圣路易斯华盛顿大学的博士后。洛奇是农业与生命科学学院生态与进化生物学系的教授，乔斯·安德里姆斯是康奈尔大学阿特金森学院的研究员，也是康奈尔大学环境DNA与基因组学核心设施的高级研究员。
在大多数动物的细胞中，细胞核包含两个完整的遗传密码副本，但每个细胞包含100到1000个线粒体中更小的、精简的遗传密码副本。卡拉·安德烈斯说，迄今为止，大多数关于eDNA的研究都集中在线粒体DNA上，因为它在环境样本中可能更为丰富。虽然线粒体DNA在区分物种方面做得很好，但它提供的关于物种内部变异的信息远不如核DNA。
卡拉·安德烈斯说:“核基因组要大得多，在物种中包含了更多的变异。”“当我开始攻读博士学位时，我们甚至不知道有人试图在eDNA采样的背景下寻找核基因组的变异——我们甚至不知道这是否可能。”
在他们的五大湖研究中，研究人员从密歇根湖到奥内达湖的13个地点收集了圆虾虎鱼的水和组织样本，他们发现他们的eDNA采样方法可以用来检测核遗传变异，从而使分析物种内的遗传多样性和变异成为可能。这些信息对自然资源管理者很有用，因为它可以帮助他们追踪新入侵物种的来源，并通过确定入侵物种的移动方式和如何阻止它们来防止进一步入侵或将危害降到最低。
这一突破还可以帮助科学家了解濒危物种的人口统计数据，而不需要实际捕获已经稀有和脆弱的动物。卡拉·安德烈斯说，经历种群数量下降的物种可能会遭受遗传多样性的丧失，而eDNA可能会让研究人员更早地发现这些下降。
“当基因组技术应用于水生eDNA样本时，这是释放基因组技术全部潜力的重要一步，”Jose andr<s:1>说。“在不久的将来，我预计这项技术将使我们能够研究难以捉摸的物种的状况和健康状况。我相信这具有深远的意义，特别是在海洋环境中。”
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