日本海洋 DNA 研究在更北的地方发现了 126 种鱼类

随着气候变化重塑陆地和海洋栖息地，有一天你可能去海滩，却发现自己身处一个与你记忆中完全不同的地方，周围有你不认识的海洋生物。

作为日本最大规模的海洋环境 DNA (eDNA) 研究的一部分，冲绳科学技术研究所 (OIST) 的研究人员发现了证据，表明超过 100 种鱼类可能生活在比之前记录显示的更北、更凉爽的水域中。这些观测使得比以往任何时候都更详细地追踪鱼类的栖息范围成为可能，这在面对全球变暖和气候变化时变得尤为重要。他们的研究结果现已于 2026 年 10 月 26 日发表在《多样性和分布》杂志上，强调了 eDNA 采样如何能够深入了解不断变化的海景，这些变化将对日本和世界各地的经济、社会和环境产生影响。

气候变化将鱼类推向较冷的水域，影响当地人

气候变化已经从根本上重塑了全球的自然栖息地，并将在未来几十年继续如此，沿海海洋物种尤其面临风险。与气候变化相关的海洋温度上升的主要影响之一是海洋物种在寻找凉爽水域时的可居住范围发生变化。日本的经济和文化与海洋紧密相连，因此大规模移民势必会带来严重后果。

OIST 海洋气候变化部门负责人、该研究的资深作者蒂莫西·拉瓦西 (Timothy Ravasi) 解释说，当地人已经感受到了这些后果：“日本各地的渔民已经发现，与几十年前相比，他们捕捞的鱼的种类有所不同。这是一个问题，因为这些地区的人们可能不习惯购买、烹饪或食用这些新种类的鱼，同时，他们无法制作可能具有文化或历史意义的菜肴，因为这些鱼不存在了。”新型鱼类的突然涌入意味着您需要新的技术、工具和知识来捕获它们，这对于小型家庭渔业企业来说尤其困难。”

但除了当地经验之外，准确了解哪些地区和物种受到影响仍然是一个挑战。追踪物种范围的一些典型技术包括公民科学观测网络、实地采样、标本采集和最佳栖息地预测，但没有一种技术是完美的。未经验证的数据、高昂的时间和金钱成本以及预测的不确定性比比皆是，因此海洋生物学家和生态学家一直在寻找更好的方法来理解和模拟海洋生物的栖息地变化。

这项研究是新技术在国家范围内的首次应用，旨在通过使用 eDNA 采样来补充以前的数据。正如警探可以在犯罪现场寻找微量 DNA 来识别罪犯一样，科学家最近也开始对不同海洋生态系统中存在的动物 DNA 微小片段进行编目。虽然必须小心避免污染，但这使研究人员能够了解特定地点可能存在的数千种物种，其时间投入远低于典型的调查方法，并且只需要一桶海水。收集后，海水中的 DNA 被提取、测序，并与参考 DNA 结构进行比较，从而识别遗传物质的起源。

日本过去的海洋研究使追踪鱼类分布范围的变化成为可能

现已毕业的 OIST 博士生、该研究的第一作者 Ayşe Haruka Oshima Açıkbaş 表示，日本不仅是最容易受到海洋范围变化影响的国家之一，而且也是世界上唯一可以进行此类研究的地方之一：“在日本应用这种方法的一个优点是，eDNA 分析所需的参考 DNA 序列（称为 MiFish 引物）是在日本开发的。研究人员投入了大量精力对当地的 DNA 进行测序。海洋动物群，增加了日本境内物种检测的覆盖范围和准确性。”

Oshima Açıkbaş 继续说道：“我们可以使用 OIST 所需的所有 DNA 测序设施，同样重要的是，我们还可以使用日本各地的海洋站网络及其工作人员，我们可以与他们合作。”

即使手头有 MiFish 参考数据，与当地渔业、环境机构和科学家的合作也是获得足够覆盖范围来描述日本海岸线鱼类分布特征的关键。在这项研究中，Oshima Açıkbaş 及其同事贡献了近 1000 个新收集的 eDNA 样本；结合之前的采样工作，从 2017 年到 2024 年的 7 年时间里，在日本海岸线的 316 个独特地点采集了 2672 个样本。

他们的结果识别出数千种不同的鱼类，其中包括 126 种出现在比之前记录更靠北的地方的鱼类。在这 126 个物种中，有几种具有重要商业价值的鱼类，如日本鲹鱼 (D. maruadsi) 和黑鳍石斑鱼 (E. fasciatus)，以及黑兔鱼 (S. fuscescens) 等物种，这些鱼类被怀疑会对海藻床造成不可挽回的损害，这种现象被称为“isoyake”。

正如日本现有的测序数据库是这项工作的基础一样，随着更多 eDNA 数据的出现，这项技术的价值也将变得更加复杂。除了根据特定位置是否存在 DNA 进行描述性测量之外，Oshima Açıkbaş 等研究人员还在寻求探索预测模型，以了解 DNA 如何以及为何最终出现在某些地方而不是其他地方。但即使没有进一步的发展，这些数据和结果预计也将在制定保护海岸线、渔业和日本遗产的未来政策方面发挥重要作用。