解决生物学的暗物质DNA条形码揭示隐藏的昆虫多样性

地球上有数百万种物种我们仍然一无所知。研究人员将这些物种称为“生物暗物质”，但新方法可以让我们更快地获得更好的概览。

地球是一个物种多样性几乎令人难以想象的星球。研究人员已经发现了两三百万个物种，但还有很多物种我们一无所知。

这些未知物种被称为“生物暗物质”，借用天体物理学的术语。

副教授EmilyHartop说：“我们想展示如何通过使用DNA条形码更好地了解生物暗物质。”

DNA条形码，即所谓的“超级条形码”，听起来可能很神秘，但其实不然。我们稍后再讨论这个问题。首先，让我们看看为什么我们还不够了解。

为什么有些物种仍不为人所知

哈托普在挪威科技大学博物馆的自然历史系工作。她周围的同事也都习惯于发现新物种，他们不太可能很快就没有新任务。

哈托普说：“生物暗物质通常以多种物种组成的群体存在，我们尚未对其进行深入研究。”

我们之所以不知道更多，有很多原因，其中有些纯粹是出于实际原因。

许多未鉴定的物种存在于海洋或世界其他研究人员难以接触的地方。并非所有这些物种都大量存在，因此找到它们并不总是那么容易。

但这还不是全部的解释：即使在世界上已经有数百年专门研究人员的地区，如欧洲和北美，我们仍然远未获得完整的概述。

“这些未知物种随处可见，”哈托普说。

任务艰巨，专家不足

缺乏受过专业训练的研究人员无疑是一个问题。这项任务实在是太大了，工作量与专家数量不成比例。

普遍估计地球上有近900万种物种，但我们并不确定。这个数字还不包括细菌和其他单细胞生物。无论如何，还有比我们已知的更多东西有待发现。

识别物种并非任何人都能做到。世界上有很多物种大多数人会认为它们看起来一模一样。

新方法让工作更轻松

幸运的是，近年来生物学家已经开始使用一种有效的新方法：DNA条形码。

“在DNA条形码中，只需要极少量的DNA就能识别一个物种，”哈托普解释道。

然后可以将这一小段DNA序列与已描述和记录的物种DNA数据库进行比较。要确定某个物种是否为新物种，DNA数据库必须包含与之进行比较的已知物种。通过国家和国际项目，不断开展向参考库添加新物种的工作。

发现大量未知昆虫

这项研究的研究人员专注于瑞典的昆虫。他们在一年中的四个不同时间从总共37个栖息地收集了苍蝇。他们最终获得了31,800个DNA样本进行分析，并发现了相当多的物种。研究结果发表在BMCBiology杂志上。

“例如，我们总共发现了549种不同的潜在天窗蝇种群。这种密度和多样性令人惊讶，”哈托普说。

此前，人们仅知道374种这种虻科(Phoridae)，这意味着有175种是瑞典新发现的。

环境变化影响物种组成

源数据还为研究人员提供了一个机会来了解不同的环境变化如何影响一个地区物种的组成。

“就天蚋而言，我们发现不同种类的天蚋数量受气候因素影响。例如，29%的天蚋种类对平均气温升高有积极反应，而18%的天蚋种类则有消极反应，”哈托普说。

快速建立概览很重要

“我们必须全面了解周围的生物多样性。这意味着我们必须研究那些不起眼但物种丰富的群体。我们生活在一个生物多样性受到威胁的时代，包括未知物种，”哈托普说。

根据生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台(IPBES)的数据，对生物多样性的最大威胁是栖息地的丧失，例如由于开发或湿地干涸。第二大威胁是对物种的开发，例如狩猎、伐木或过度捕捞。其余最大的威胁是气候变化、污染和物种扩散到不属于它们的地区。

这一切的根源在于人类人口不断增长，需求也不断增长。因此，确定哪些物种确实存在至关重要，而DNA条形码将发挥非常重要的作用。

“我们发现这种方法可以帮助我们快速有效地了解物种概况。现在是探索生物暗物质的最佳时机。”哈托普说。

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