透過複製蜘蛛的黏性陷阱,生物學家正在解鎖一種極有效率的測量大自然的方式。

計算我們周遭世界的生物數量,對於各種保育工作至關重要。這有助於科學家評估生物多樣性、追蹤遷徙,並偵測外來物種。然而,這種普查工作通常需要人類記錄他們看到、捕捉或感知的東西——這可能是一個費力、昂貴的過程,而且仍可能留下空白。

但過去十年的發展已經徹底改變了生態監測。生物學家利用定序技術分析環境 DNA(eDNA),也就是生物體脫落的遺傳物質。從糞便、土壤、水和空氣中採集的樣本,為科學家提供了一條新的途徑,用來監測瀕危物種,並在人們甚至還沒親眼看到外來物種之前就偵測到牠們。

最近,他們發現了一個 eDNA 的金礦:蛛網。這種天然的黏性物質會捕捉到蜘蛛本身、牠們晚餐的碎屑,以及至關重要的,來自附近動植物的生物碎屑,如唾液和花粉。似乎每個生物都會在各處大量脫落 DNA,包括進入空氣中,而蛛網就能輕鬆地將其網羅。

「這可能是我們迄今為止使用過和嘗試過最好的基質之一了,」澳洲伯斯寇廷大學(Curtin University)的分子生態學家 Joshua Newton 說。他曾採樣花朵、溪流、枯樹的樹洞,甚至汽車濾網來研究脊椎動物族群。

Newton 最近比較了在伯斯郊外動物園和野生動物保護區附近,蛛網中的生物多樣性與其他來源的生物多樣性——包括植物拭子、水、土壤和裝有過濾器的風扇。每種方法都有其明顯的優勢:植物拭子顯示了更多的森林哺乳動物,而水樣本則識別出更多的魚類。但沒有任何被動工具能像蛛網一樣,在識別脊椎動物方面表現出色,這與在法國進行的一項類似研究結果相呼應。

問題就出在這裡:為了收集有意義的數據,他們不得不摧毀大約 40 個蛛網。「如果我們正在採集一個生物的家,這似乎與我們正在做的一切都背道而馳,」Newton 說。

幸運的是,他的研究引起了紐西蘭懷卡托大學(University of Waikato)基因組學家 Angela McGaughran 的注意。她從當地萬聖節商店買了一袋人造蛛網,纏繞在幾個衣架上,然後掛在外面。這些合成材料捕捉到了附近牛羊以及鄰近鳥舍中外來鳥類的 eDNA。它還比真實的蛛網更能偵測到真菌孢子——這對關注農業威脅的植物病理學家來說是一大福音。她的團隊目前正在開發更大型的實驗,以了解人造蛛網是否能解鎖一種廉價且極有效率的方式,在任何地方、任何時間模仿蛛網的 DNA 捕捉超能力。