檢測空氣 DNA，毒品、病原及野生動物將無所遁形
城市鬧區的街道，除了喧囂的車聲人聲，還可能飄散香水、美食等氣味。讀者應該沒想過，空氣也藏著病原或大麻，甚至動物 DNA。美國科學家最新研究揭示，空氣的「環境 DNA」（environmental DNA）的確存在。這種看不見、摸不著卻真實存在的資訊載體，可能改變環境監測、公共衛生乃至野生動物保育。
佛羅里達大學（University of Florida）證明，只需一片簡單空氣濾網，就能「捕捉」空氣多樣 DNA 訊號，有助追蹤野生動物、病原體，甚至非法藥物的線索。論文刊登於《自然生態與演化》（Nature Ecology & Evolution）期刊。
從海水到空氣
領導本研究的野生動物疾病基因學教授大衛·達菲（David Duffy）博士說：「空氣的環境 DNA 資訊含量，遠比想像豐富，我們才剛開始理解運用潛力。」
達菲博士團隊早期主要採集海水、沙灘與土壤環境 DNA 來研究海龜基因。但技術進展後，焦點轉向空氣的環境 DNA。只需一台持續運轉的空氣濾淨器，幾小時後，就能捕捉到數不清的生物痕跡。
環境 DNA 是能大幅降低野生動物干擾度的研究方法
科學家在愛爾蘭都柏林市區採集空氣 DNA，成功解析病毒與細菌等數百種人類病原體，顯示可望用於疫情爆發初期的預警或公共衛生監測。另一項佛羅里達州森林實驗，成功偵測到野生山貓（bobcat）和蜘蛛 DNA，甚至能追溯來源地。
過去要生物物種鑑定與地理追溯，通常得捕捉動物及長時間田野調查，既費力又可能傷害動物。有了這項技術，只需過濾空氣，動物經過時就等於「打卡」留下「痕跡」。這對保育至關重要，研究者不但能掌握瀕危動物的動向，還能追蹤其棲地，有助重新建立族群或規劃遷徙廊道。
分析效率提升數十倍
更重要的是，這套分析流程不需要昂貴的實驗室設施，借助「散彈槍式 DNA 定序」（shotgun sequencing）高通量技術，研究員以簡便儀器與雲端運算平台，就能一天內完成整套物種分析，效率是過去數十倍。這套系統能同時讀取樣本所有 DNA 片段，並用演算法比對辨識。不僅能判讀是什麼物種，還能分析族群遺傳變異，甚至突變位置。
換言之，這次研究重新定義「空氣」的意義，它不只提供氧氣、散佈氣味、傳遞聲音及傳播病毒，還是隱形的 DNA 資料庫，記錄過去與現在的生物足跡。從監測新興傳染病、追蹤瀕危動物到偵測毒品活動等不同領域挑戰，都可望透過空氣的環境 DNA 一網打盡。正如達菲教授所說：「這聽起來像科幻小說，卻一步步實現。」
（首圖來源：Unsplash）
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