解读鱼类之间的相互作用以获取气候变化见解

科技大学(科大)领导的团队开发了一种技术来研究沿海地区不同鱼类如何相互作用，这一突破有助于解释海洋物种之间的复杂关系以及全球变暖的影响鱼类种群。

通过分析海水样本中鱼类 DNA 的微量痕迹，该团队结合使用环境 DNA(即 eDNA)和先进的统计分析，不仅可以检测鱼类物种的存在，还可以揭示物种之间如何相互作用。

近年来，使用 eDNA 监测生物多样性越来越受欢迎，特别是用于检测鱼类等水生生物。当动物在环境中移动时，它们会脱落遗传物质碎片，例如皮肤细胞、废物和其他体液。通过从水、土壤或空气样本中提取这些 DNA 痕迹，科学家可以高精度确定物种的存在和多样性。

但之前的 eDNA 研究大多仅限于检测某些物种是否存在。为了更好地了解和监测生态系统，有必要估计鱼类的数量并检测种间相互作用或物种间相互作用。

由科大海洋科学系助理教授Masayuki USHIO教授及千叶自然历史博物馆暨研究所Masayuki MIYA博士领导的团队，开发出一项新技术，通过分析高频波来达到上述目的。来自鱼类 eDNA 的时间序列数据，使得全面监测物种之间的相互作用成为可能。

种间相互作用，例如猎物-捕食者、竞争和互利关系，对生态系统动态具有重大影响。这项研究为科学家们更准确地评估生态系统状况和预测其动态未来铺平了道路。

研究人员在千叶县房总半岛沿岸设置了 11 个研究地点，并在两年内每两周进行一次水采样。他们从收集的样本中提取了 eDNA，并使用一种方法分析了鱼类群落，该方法生成了沿海生态系统中基于 eDNA 的鱼类群落高频时间序列。然后，他们通过使用尖端时间序列分析方法分析高频 eDNA 时间序列数据，检测并量化了群落中鱼与鱼种间相互作用的强度。

他们的重要发现之一是水温会对不同鱼类之间的相互作用产生积极和消极的影响。他们还发现，不同的鱼类对温度变化的反应不同，这揭示了全球变暖如何影响沿海地区鱼类之间的复杂关系。

该研究成果近日发表在国际学术期刊《eLife》上。

“通过整合来自不同科学领域的最先进技术，我们表明 eDNA 分析不仅可以估计存在‘什么’和‘有多少’物种，还可以估计‘谁与谁相互作用’”，Ushio 教授说。

该框架可用于研究不同类型生物体之间的相互作用，而不仅仅是鱼类。这包括微生物、甲壳类动物和其他无脊椎动物。例如，科学家可以使用该技术来研究不同生物体在水产养殖系统中如何相互作用。它还可以帮助识别可能影响具有重要商业价值的鱼类的潜在有害病原体。

他表示，从长远来看，这项研究可以帮助科学家和政策制定者更好地了解气候变化如何影响鱼类种群，包括商业上重要的稀有物种。

“这些信息可用于制定更好的保护策略，以保护这些物种并确保海洋的长期可持续性。例如，为了保护稀有物种，保护对稀有物种有重大影响的鱼类物种可能也很重要，”他说。

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