Phát hiện eDNA: Máy quét mã vạch của thiên nhiên dành cho đa dạng sinh học

• tác giả:
• tên tác giả

  Tầm nhìn lượng tử
• 12 Tháng ba, 2024

Tóm tắt thông tin chi tiết

Công nghệ DNA môi trường (eDNA) có thể giúp phát hiện sớm các loài xâm lấn và nỗ lực bảo tồn. Cách tiếp cận này phân tích các vật liệu di truyền mà sinh vật để lại và có thể xác định chính xác các loài và khuyến khích quản lý chủ động. Tiềm năng của eDNA vượt xa những thách thức môi trường hiện tại, tăng cường nghiên cứu đa dạng sinh học, hỗ trợ các ngành công nghiệp bền vững và hướng dẫn hoạch định chính sách với những hiểu biết chi tiết về sức khỏe hệ sinh thái.

bối cảnh phát hiện eDNA

Với sự nóng lên toàn cầu và toàn cầu hóa kinh tế thúc đẩy các loài xâm lấn trong môi trường biển, các phương pháp giám sát truyền thống ngày càng trở nên hạn chế. Những kỹ thuật thông thường này thường gặp khó khăn trong việc phát hiện sớm những loài này và có thể phá vỡ hệ sinh thái mà chúng muốn bảo vệ. Ngược lại, công nghệ DNA môi trường (eDNA), được biết đến với độ nhạy và tính chất không xâm lấn, có thể xác định chính xác các loài xâm lấn ở mật độ quần thể thấp, cho phép can thiệp kịp thời và áp dụng các chiến lược quản lý hiệu quả. Công nghệ này được thực hiện thông qua việc thu thập và phân tích các loài vật chất di truyền để lại trong môi trường của chúng.

Một nghiên cứu năm 2023 của các nhà khoa học Trung Quốc đã nhấn mạnh tính hữu ích của eDNA trong việc theo dõi đa dạng sinh học dưới nước, đặc biệt là ở Đông Á. Ví dụ, Trung Quốc đã áp dụng chiến lược 4E (giáo dục, thực thi, kỹ thuật và đánh giá), tích hợp công nghệ eDNA để tăng cường giám sát và phát triển chính sách nhằm quản lý các loài thủy sinh xâm lấn. Ngoài ra, các công nghệ giải trình tự thông lượng cao có thể phân tích đồng thời hỗn hợp DNA từ nhiều loài, nâng cao khả năng đánh giá đa dạng sinh học.

Công nghệ eDNA cũng có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về hệ sinh thái cổ xưa. Vào năm 2022, một nhóm nghiên cứu đã báo cáo trên tạp chí Nature rằng họ đã sử dụng công nghệ này để giải trình tự DNA của hơn 2 triệu năm từ Bắc Greenland. Kết quả đã tiết lộ các hệ sinh thái lịch sử, mang lại những hiểu biết chưa từng có về quá khứ và một bước nhảy vọt đáng kể trong việc nghiên cứu các cộng đồng sinh học cổ đại. 

Tác động gián đoạn

Công nghệ này có thể nâng cao hiểu biết của chúng ta về đa dạng sinh học và hệ sinh thái, ảnh hưởng trực tiếp đến các hoạt động giải trí, giá trị tài sản và sức khỏe cộng đồng. Ví dụ, việc cải thiện việc giám sát các vùng nước có thể dẫn đến các khu vực bơi lội và nguồn nước uống an toàn hơn. Xu hướng này cũng trao quyền cho khoa học công dân, nơi những người không chuyên đóng góp vào các nỗ lực giám sát và bảo tồn môi trường. Khi nhận thức về môi trường tăng lên, các cá nhân có thể tham gia nhiều hơn vào các hoạt động bảo tồn và vận động chính sách, được thúc đẩy bởi dữ liệu thời gian thực.

Đối với các doanh nghiệp nông nghiệp, thủy sản, tư vấn môi trường và công nghệ sinh học, phát hiện eDNA mang lại hoạt động bền vững hơn và tuân thủ các quy định về môi trường. Các công ty có thể giám sát đa dạng sinh học trên đất của họ hoặc các hệ sinh thái lân cận, đánh giá tác động của các hoạt động của họ và giảm thiểu rủi ro liên quan đến mất đa dạng sinh học. Khả năng này có thể cung cấp thông tin cho các chiến lược sử dụng tài nguyên bền vững, nâng cao danh tiếng với người tiêu dùng và nhà đầu tư, đồng thời giảm chi phí pháp lý và vận hành liên quan đến thiệt hại về môi trường. Ngoài ra, các ngành công nghiệp phụ thuộc vào các loài cụ thể để làm nguyên liệu thô có thể sử dụng eDNA để theo dõi sự phong phú và sức khỏe của các quần thể này, hướng dẫn các phương pháp thu hoạch bền vững.

Các chính phủ có thể sử dụng tính năng phát hiện eDNA để cung cấp thông tin cho việc hoạch định chính sách, chiến lược bảo tồn và tuân thủ quy định, mang lại cách tiếp cận năng động và phản ứng nhanh hơn trong quản lý môi trường. Công nghệ này cũng cho phép giám sát chính xác và kịp thời hơn các khu vực được bảo vệ, các loài bị đe dọa và tính hiệu quả của các biện pháp bảo tồn. Nó cũng có thể đóng một vai trò quan trọng trong an toàn sinh học biên giới, phát hiện các loài xâm lấn trước khi chúng định cư. Ngoài ra, việc phát hiện eDNA có thể hỗ trợ các thỏa thuận về đa dạng sinh học, cung cấp một công cụ chung để giám sát các mục tiêu môi trường toàn cầu.

Ý nghĩa của việc phát hiện eDNA

Ý nghĩa rộng hơn của việc phát hiện eDNA có thể bao gồm: 

• Giám sát eDNA trong quản lý nghề cá giúp thực hành đánh bắt bền vững hơn và hệ sinh thái biển lành mạnh hơn.
• Các công ty áp dụng phân tích eDNA để kiểm soát chất lượng trong ngành thực phẩm, đảm bảo sản phẩm an toàn hơn và giảm thiểu các bệnh do thực phẩm.
• Các tổ chức giáo dục kết hợp nghiên cứu eDNA vào chương trình giảng dạy, phát triển thế hệ nhà khoa học mới tập trung vào bảo tồn và đa dạng sinh học.
• Các quy định nhằm chuẩn hóa các phương pháp thu thập và phân tích eDNA, cải thiện độ chính xác và khả năng so sánh của dữ liệu giữa các nghiên cứu.
• Các tổ chức y tế công cộng sử dụng tính năng theo dõi eDNA để theo dõi và kiểm soát sự lây lan của các bệnh truyền nhiễm, từ đó mang lại những phản ứng hiệu quả hơn về sức khỏe cộng đồng.
• Bộ dụng cụ phân tích eDNA di động giúp những người không phải là nhà khoa học có thể tiếp cận việc giám sát môi trường, dân chủ hóa việc thu thập dữ liệu và quản lý sinh thái.
• Các tổ chức phi chính phủ về môi trường sử dụng dữ liệu eDNA để ủng hộ các khu bảo tồn, dẫn đến việc thành lập các khu bảo tồn mới.
• Ngành du lịch áp dụng eDNA như một công cụ để giám sát và quản lý tác động của du lịch đến môi trường sống tự nhiên, thúc đẩy các hoạt động du lịch có trách nhiệm và bền vững.
• Các nhà quy hoạch đô thị sử dụng dữ liệu eDNA trong các dự án cơ sở hạ tầng xanh, tăng cường đa dạng sinh học đô thị và cải thiện chất lượng cuộc sống của người dân.

Các câu hỏi cần xem xét

• Công nghệ eDNA có thể tác động như thế nào đến nỗ lực bảo tồn động vật hoang dã tại địa phương của bạn?
• Những tiến bộ của eDNA có thể thay đổi an toàn thực phẩm và sức khỏe cộng đồng trong cộng đồng của bạn như thế nào?