白鯊的敏銳嗅覺具有傳奇色彩，可以檢測到幾英里外的潛在膳食 - 讓我們這些在海洋中工作和玩耍的人停下來。

但是現在人類可以嗅出它們，這要歸功于加州州立大學長灘分校(CSULB)和中密歇根大學(CMU)的同事們，加州大學圣巴巴拉分校和美國地質調查局的研究人員之間的合作。通過環(huán)境DNA(eDNA)的發(fā)展，科學家 - 很快，也許，任何好奇的個體 - 都可以確定白鯊是否在附近。

“這項研究的目標之一是讓救生員能夠走到岸邊，挖出一些水，晃動它，看看白鯊是否在附近，”美國地質調查局生態(tài)學家，加州大學海洋學院海洋研究員凱文拉弗蒂說?？茖W研究所(MSI)。他是新文章“用環(huán)境DNA檢測南加州白鯊”的主要作者，發(fā)表在“海洋科學前沿”雜志上。

該團隊的結果增加了越來越多的證據表明，由于過度捕撈而導致數量下降的白鯊在過去幾年中一直在加利福尼亞海岸卷土重來。

根據CSULB教授，白鯊專家和研究報告的共同作者Chris Lowe的說法，復興的原因在于州和聯邦對捕撈成功的保護，海洋哺乳動物種群的恢復以及更好的漁業(yè)管理。

“然而，白鯊人口的恢復是在一段時間內共同發(fā)生的，當時有更多人使用沿海海洋進行娛樂，最終增加了相互作用的可能性，”他說。“在過去的八年里，加利福尼亞州的幼年白鯊的出現率大幅上升，但人們對鯊魚的叮咬并沒有顯著增加。”

環(huán)境DNA是從環(huán)境中收集的遺傳物質，而不是生物體內的物質。動物可能留下的東西 - 如粘液，糞便或脫落的皮膚 - 包含它們的遺傳特征，可以通過基因測序解析和鑒定?？茖W家可以提取和擴增水樣中發(fā)現的DNA片段中的特定基因，并確定這些樣本中包含的DNA是否來自特定物種。

在加利福尼亞州南部加州大學圣巴巴拉分校沿海的卡皮特尼亞，羅威曾在加利福尼亞州南部的幾個夏季/秋季幼兒園之一的聲音和衛(wèi)星跟蹤標記的幼鯊。Lafferty和Lowe想知道這些鯊魚是否留下了可檢測的eDNA羽流。在eDNA專家和MSI研究員Chris Jerde分享他與CMU的Andrew Mahon開發(fā)的新協(xié)議之前，Lafferty使用eDNA對鯊魚進行采樣幾乎沒有成功。

“十年前，我們開始研究eDNA，”該論文的共同作者杰德說。“從那時起，技術的進步大大提高了該方法的可靠性，便攜性和廣泛應用。”

使用稱為數字液滴PCR的新物種特異性遺傳分析，CMU生物學教授和研究合著者Mahon設計了Lowe發(fā)送給他的白鯊組織的特定遺傳標記。Mahon的學生Kasey Benesh盲目地分析了水樣和控制。鯊魚聚集附近的樣本與白鯊組織中的基因相匹配，而一英里外的水樣則沒有，證實水樣可以嗅出白鯊。

因為eDNA可以隨著電流漂移，并且鯊魚可以在eDNA降解的時間內長距離游泳，所以新方法只能粗略地了解鯊魚在特定時刻的實際位置。盡管如此，“Chris Lowe現在可以在他的新白鯊監(jiān)測計劃中添加eDNA，其中包括實時聲學跟蹤和無人機飛行，”Lafferty說。

對于沖浪者，海洋游泳者和海灘游客來說，白鯊數量的增加可能引起關注。雖然白鯊不以人類為食(青少年喜歡吃光線和其他魚類)，但他們肯定會因為防御，好奇或錯誤的身份而咬人，造成嚴重或致命的傷害。環(huán)境DNA監(jiān)測可以讓救生員和其他人對公共安全線索負責，以確定何時要格外警惕，并幫助海洋生物學家了解白鯊在保護方面的恢復情況。

“我們現在可以沿著海岸采樣eDNA，為白鯊制作更好的地圖和季節(jié)，”Lafferty說，“如果我們能為白鯊做這件事，我們也可以為其他海洋物種做這件事。”

Lowe補充說：“我們不僅可以使用eDNA來確定白鯊是否出現在海灘上，還可以確定他們最喜歡的食物是否存在，例如黃貂魚。一旦我們能夠更好地改進和校準方法另一個目標是將eDNA技術整合到自動地面車輛中，這些車輛可以被編程為沿著海岸采樣水移動并將數據發(fā)送到云中，同時向當地救生員發(fā)送文本警報，指出特定位置存在白鯊。這項技術為未來近實時監(jiān)控帶來了巨大希望。“

科學家研究的結果證明，eDNA測序已成為追蹤單一物種的一般運動以及實時監(jiān)測一個地區(qū)生物多樣性的有力工具。最初是一種檢測入侵物種(如亞洲鯉魚和牛蛙)存在的工具，eDNA也被用于檢測通常難以捉摸的受威脅和瀕危物種，如阿羅約蟾蜍，加州紅腿蛙和潮水蝦虎魚。

“eDNA的新進展不僅可以檢測到單一物種，而且可以篩選所有魚類或所有兩棲動物的水樣DNA，”Jerde說。“用于解碼人類基因組的相同技術現在用于對水樣中的所有DNA進行測序。從中我們可以監(jiān)測魚類種群，測量稀有物種的存在與否，并更好地聯系氣候變化和污染如何影響生物多樣性“。