从鱼类到无脊椎动物：用于监测澳门特别行政区湿地生物多样性及外来物种的多标记eDNA元条形码法

为何水中“隐形”DNA对城市生活很重要

在像澳门这样人口密集的城市，人们很容易忘记水面之下同样有生命在繁衍。但剩余的池塘、河流和沿海浅滩默默地支持着鱼类、蟹类、蜗牛、昆虫，甚至迁徙鸟类。本研究展示了漂浮在水中的遗传物质痕迹——称为环境DNA（eDNA）——如何揭示那个水下世界的细节。通过解读这种遗传“指纹”，科学家可以追踪本地野生动植物、发现入侵物种，并为保护正在缩减且承受大量人类压力的城市湿地提供决策依据。

城市湿地面临的压力

澳门位于珠江口边缘，河水与海水在此不断交汇。历史上，这一环境支撑着广阔的湿地，但快速的城市扩张和填海造地已摧毁了约一半湿地。剩下的湿地现为分散的小片，夹在密集开发区和繁忙海滨之间。尽管面积有限，它们仍有助于防洪、过滤污染、支撑渔业，并为沿东亚—澳大利亚迁飞通道的迁徙鸟类提供关键的停歇点。随着新的规划规则开始在建设区与保护区之间划清界限，迫切需要了解这些零散水体中仍存在哪些物种。

从一杯水读出生命

在浑浊且难以到达的水域进行的传统野外调查常常遗漏害羞、稀有或夜行的物种，且耗资高、干扰大。在本项目中，研究者采用了不同的办法：他们不去追捕动物，而是取样水体本身。研究团队在九处湿地采样——涵盖内陆水库到开放沿海潟湖，并在夏季与冬季两次采样——收集了水样，捕获生物留下的皮屑、鳞片、排泄物及其他微小碎片。在实验室中，他们聚焦于三段作为不同动物类群条形码的基因序列片段，使计算机能够将数以百万计的DNA序列与全球数据库中已知物种相匹配。

谁生活在澳门的水域

eDNA调查揭示了丰富的物种群：85种鱼类、9种其他脊椎动物，以及298种无脊椎动物，从昆虫和环节动物到蜗牛与微小浮游生物。澳门不同区域呈现出截然不同的群落。例如，唯一完全受保护的淡水水库里有一小群几乎在城市其他地方看不到的本地鱼类。更大或连通性更强的湿地，尤其是沿海地区，总体支持的物种更多。当研究团队比较内陆与沿海站点时，发现物种构成有明显分化，反映了盐度、水流与营养水平等条件的差异。

入侵“访客”与季节性变化

并非所有被检测到的物种都属于这里。研究发现了18种非本地鱼类，其中包括若干在养鱼场、水族箱或宗教放生中常见的入侵者。有些开放且人流密集的场所被这些外来物种所主导，而管理严格的水库则保持无入侵者的状态。这表明人类活动——比单纯地理因素更为关键——正在促成外来物种的扩散并使澳门的鱼类群落趋于同质化。相比之下，无脊椎动物，尤其是像昆虫、甲壳类和蜗牛等活动性较强的生物，在沿海湿地表现出显著的季节性变化，可能对湿季与旱季间的盐度、河流流量与温度变化作出响应。内陆无脊椎动物群落在全年则相对稳定。

我们仍看不见的部分

尽管物种清单令人印象深刻，研究也揭示了还有许多未知。超过一半的无脊椎动物基因序列无法被自信地匹配到已知物种，因为该区域的参考数据库尚不完整。当研究者将他们的eDNA结果与同一地区多年的传统实地观测比较时，只有76个物种重叠。每种方法都捕捉到了真实群落的不同部分，这既突显了基于DNA监测的能力，也显示了其当前的盲点。

这对城市自然意味着什么

对非专业读者来说，关键的信息是：现在几升水就能告诉我们哪些物种在利用某片湿地，人类活动如何改变这些群落，以及哪些脆弱的本地生物仍在顽强存续。在澳门，eDNA揭示了外来鱼类令人担忧的扩散，同时也显示了依赖小而破碎避难所的独特本地物种仍在存在。作者主张城市应将eDNA调查与传统实地工作结合，投资建立更完整的本地DNA参考库，并将采样范围扩大到沉积物及其他材料。如此将为城市生物多样性提供更全面、更迅速的图景，帮助规划者与社区决定如何恢复连通性、遏制入侵物种，并保护那些安静却至关重要的残存湿地生命。

引用: Leong, M.K., Lau, I.H., Costa, F.O. et al. From fish to invertebrates: multi-marker eDNA metabarcoding for monitoring wetland biodiversity and non-indigenous species in Macao SAR China. Sci Rep 16, 9309 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39652-8

关键词: 城市湿地, 环境DNA, 生物多样性监测, 入侵物种, 澳门珠江口