每袋茶包里，都有上百种昆虫DNA
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图片来源：Marisa Harris / Unsplash
茶叶与昆虫的互动痕迹
在一片绿油油的茶园里，一只正在授粉的蜜蜂停一在一株茶树上；在它不远处，还有一只正在偷偷啃食翠绿茶叶的毛毛虫，它正打算在这里“安营扎寨”结成茧；再往旁边看看，你会看见一只蜘蛛正在辛勤织网……待到恰好的时节，这些茶叶会被采摘，在经过烘焙、捣碎等一系列工序后，被装进茶包送到商店，最后被你买回家中。
如果茶包里的茶叶会说话，或许它们能告诉你，曾有多少昆虫在它们身上驻足停留过。让你知道在这杯即将被你饮下的茶里，残留着多少虫子的足迹。
我们似乎很难非常具体地知道，发生在动物和植物之间的互动。的确，许多这样的互动是难以被记录的，这样的研究需要投入大量的时间和精力。最近，一组德国的生物学家发现了一种可用来揭示这种互动的新方法。
在一项新发表于《生物学快报》上的研究中，研究团队报告了他们通过对干燥的茶叶和草本植物进行环境DNA（eDNA）测试，发现了超过1200种不同节肢动物物种的痕迹。
在干燥的茶包里寻找eDNA
节肢动物是多样化程度最高的一类动物种群，作为传粉者、猎物和生物防治剂，它们对全球生态系统的功能都至关重要。根据近年的报告记录表明，昆虫数量正在下降，因此对节肢动物群落进行监测显得尤为重要。
对节肢动物的监测通常采用被动采样的方法，比如使用陷阱诱捕。但用这些被动采样法所捕获的节肢动物的多样性往往非常局限。在过去的几年里，环境DNA（eDNA）分析彻底改变了生物监测领域。
所谓eDNA，指的是由生物体掉落到周围环境中的DNA。节肢动物可以通过在植物上排泄、咀嚼或抓挠来释放它们的DNA。一旦植物变得干燥，eDNA就会稳定地保留在那。这意味着干燥的植物是寻找节肢动物eDNA的优秀来源。
发现1200多种eDNA
在新研究中，研究团队从商店搜寻了来自世界各地的茶和草本植物，他们对甘菊、薄荷、茶叶和欧芹4种植物进行了eDNA分析。他们购买了不同品牌生产的同种产品，以确保每种植物都有不同的产地，以此来最大限度地增加所能找到的节肢动物的数量。
他们发现，提取到的绝大多数DNA均来自植物本身，其占比高达99%，只有很小的一部分DNA属于昆虫。具体来说，研究团队在40份干燥的样本中，发现了1200多种节肢动物独有的eDNA，平均每份样本中存在至少200种不同节肢动物的eDNA。
此外，并不是所有检测到的DNA都能与已知物种相匹配。对于那些可被识别的物种DNA，研究人员发现它们与已知物种的地理分布相吻合。例如，薄荷茶中含有来自美国太平洋西北地区种植薄荷区域的昆虫DNA，而绿茶中含有来自东亚的昆虫DNA。
扩大eDNA的研究范围
昆虫经常可以在不经意间被输送到世界各地，虽然大多数物种无法在旅途中存活下来，但一旦迁徙成功，就可能在新的地方继续造成破坏。如果能够在这些有害物种出现在一个新的地方后就立即发现它们，有助于在害虫数量飙升之前就启动干预管理程序。
从干燥的植物物质中分析节肢动物的eDNA可以有助于我们识别农业害虫，追踪非法植物的地理来源，以及监测节肢动物群落。许多eDNA研究都面临一个问题，那就是一小群研究人员所能获得的样本数量总是有限的。
使用茶叶和草药进行eDNA分析，就可以轻松绕过这个问题，在某种程度上，生产这些产品的公司相当于在不知不觉中帮科研人员完成了抽样，使得科学家可以更容易地收集世界各地的昆虫数据，扩大了eDNA的研究范围。此外，这种分析法可以应用于任何其他干燥的植物，使其成为监测濒危昆虫物种和跟踪作物害虫传播的潜在宝贵工具。
研究团队希望，他们的方法可以让孩子们对生态和昆虫保育产生兴趣。他们鼓励孩子们也加入到这项研究中，虽然实际的分子分析需要使用昂贵的高科技设备才能完成，但收集和干燥植物却很容易在家里就做到。孩子们只需要一个信封、一个密封袋和一包二氧化硅（干燥剂），就可以迅速收集和干燥植物，用于未来的eDNA研究。他们希望通过这些社区科学项目，能够获得大量有关于植物和昆虫相互作用的信息。
参考来源：
[1] https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsbl.2022.0091
[2] https://www.smithsonianmag.com/science-nature/the-dna-of-hundreds-of-insect-species-is-in-your-tea-180980367/
[3] https://www.nature.com/articles/d41586-022-01652-9
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