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掌上型DNA扫描仪即时鉴定物种
2005-1-31
 加拿大动物学家,DNA条形编码之父Hebert认为,假如他的技术研制成功的话,将未知小虫的一部分放进掌上型扫描仪中分析,稍后就可以鉴定出该生物物种,并配以图片说明,知道其是否有危险。利用该技术,快速分析一小段DNA分子,可以鉴定出星球上每一个植物和动物物种,这与商场中扫描仪检测条形码的方式几乎完全一样。任何人都能简单地用这种技术来检测其所遇到的任何生物体,而且只需要一小块组织,如一块皮,一根头发或一片叶子。一旦输进掌上型DNA扫描仪,通过这些组织片断就可以检测出任何生物体。 
        Hebert想象了该装置的很多用途,包括航空公司检测撞击飞行器的鸟类,生物学家精确了解青蛙最后摄入的食物,卫生检疫人员检测食品中不合格的植物和动物材料,人游览园区时了解植物和动物群落等。此外,生命条形编码协会的执行秘书Schindel还认为,DNA “条形码”也可以加快新物种的发现。 
        迄今为止,分类学家已经鉴定了地球约200万个植物和动物物种。Schindel指出,利用DNA条形编码技术,科学家能够清楚哪些在条形编码数据库中没有匹配的物种,使分类学家能够分身出来,专注于那些新的、感兴趣的事情上。2005年2月科学家将在英国伦敦举行首届国际会议,将讨论DNA条形编码技术的进展和国际性合作等问题,以创建一个1000万物种的条形编码数据库。这个数据库将保存在Genbank中,该数据库隶属于美国国家卫生研究中心,是一个公众可以登录的DNA序列信息的数据库。Schindel提到,为了使条形编码数据库经济,有效和实用,该协会将集中研究一个所有生物都具有的细胞色素氧化酶1单基因(CO1)的一部分。这部分DNA序列的变异能够区分出物种的差异,和超市中利用条形码区分商品的不同品牌的方式几乎完全一样。 
        Hebert认为,线粒体DNA是核DNA聚集突变的十倍。所以,与物种紧密相关的线粒体DNA比核DNA更能区分出物种的差异。这不仅是快速进化,也是快速的分离。核DNA保留原来的变异,而原来的线粒体变异很快的丢失,使物种分离更直接。CO1基因也很容易从不同动物中分离到,动物生命中的绝大大部分阶段都有明显的CO1基因序列。但CO1基因在维管束植物(能够利用导管输送汁液的植物,如蕨类和开花植物等)中并没有很强的功能。科学家们将在二月份的会议上讨论可用于物种鉴定的其他可能的植物基因。 
        2004年10月发表的2个研究结果论证了DNA条形编码的功能。在一篇PLoS的生物学论文中,由Hebert领导的研究小组对北美260种鸟类进行了DNA条形编码的序列分析。结果表明,每只鸟都有一个单独的条形编码。不同种之间的变异平均是同种鸟之间变异的18倍。在该研究中,Hebert和他的同事也发现在每4个物种中有2种不同的CO1条形编码,这表明,在一个物种中,真正有两种DNA条形编码,证明北美鸟类中有4个新的物种。同时由宾州大学生物学家Janzen领导的研究小组利用DNA条形编码发现一种哥斯达黎加普通蝴蝶Astraptes fulgerator实际上有10个种属,并已在美国科学院院刊上发表该研究结果。研究者认为可以按照颜色和食物偏好的不同将这野外捕捉的2,500多种普通蝴蝶分成不同的类群, 但却无法区分成年蝴蝶。Janzen在媒体上表示,如果这种A. fulgerator种群很大的话,可以想象其可能存在更多潜在的种群,这种蝴蝶在美国南部到阿根廷北部都有。 
        加州大学伯克利分校的脊椎动物学家Moritz 和Cicero对Hebert领导的北美鸟DNA条形编码研究提出了质疑,对此项技术能否可靠地区分出近缘种的差异提出了疑问。他们指出,DNA条形编码虽然能够应用到其他分类实践中,并有助于区分个体间的差异和提高新物种发现的机率。但是,他们都对该技术何时何地可以应用持有怀疑观点,指出真正的难点在于热带分类。生命条形编码协会成员Schindel说他的组织接受任何对条形编码的评议。但是他相信条形编码技术的局限性不应该成为分类学家将其作为工具箱的阻碍。而且最重要的问题是DNA条形编码的确有助于物种分类的修正和修饰。 
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