UNESCO 借助海水水样 eDNA 痕迹完成海洋物种精准检测

只需要采集少量海水水样，提取水里留存的 eDNA 环境遗传物质，就能快速识别出这片海域内生活的全部海洋物种，这是联合国教科文组织落地的标准化监测技术，整套方案不用捕捞活体海洋生物，检测效率大幅提升，成本相比传统海洋调查降低七成以上，已经在全球 21 处海洋遗产保护区完成试点，成功识别出近 4500 种海洋生物，其中包含上百种濒危水生生物，整套技术已经形成统一操作规范，正在向全球 25 个海洋监测站点全面推广。海洋生物在游动、排泄、蜕皮的时候，都会把自身细胞、体液释放到海水里，这些游离在水体中的遗传片段就是 eDNA，哪怕只是一升海水，也能留存上百种生物的基因痕迹，这就是这项检测技术能够落地的核心原理。传统海洋物种调查需要拖网捕捞、水下潜水观测，不仅耗时久、经费高，还很难发现夜间活动、种群数量稀少的稀有物种，而水样 eDNA 检测只需要采集海水样本，就能完整捕捉海域内所有水生生物的基因信号，不会打扰海洋生物正常生存，非常适合长期开展常态化生态监测。

一、技术实现核心原理

1. eDNA 物质来源 海洋鱼类、海洋哺乳动物、海龟、无脊椎动物会持续向水体脱落皮肤细胞、黏液、排泄物、卵粒，这些物质会带着完整的物种基因片段，在海水中短期留存，不会快速分解，足够被科研设备捕捉提取。
2. 物种匹配逻辑 科研人员把提取到的基因片段进行测序，再把测序结果和全球海洋生物基因数据库做比对，只要基因片段匹配成功，就能直接判定对应物种曾经出现在这片水域。
3. 技术天然优势 全程无捕捞、无水下作业，属于非侵入式监测；不受水深、能见度、昼夜环境限制；单次水样可以同时识别几十到上百种物种，兼顾普通鱼类、鲨鱼、海洋哺乳动物以及微型浮游生物。

二、标准化操作完整步骤

步骤 1：野外海水样品采集

1. 按照统一点位布设规则，在监测海域选取多个采样点位，覆盖浅滩、礁石区、近海深水区等不同栖息地。
2. 每个点位采集 1 升海水，使用无菌过滤装置当场过滤海水，把水体里含有的基因物质截留在滤膜上。
3. 把吸附了 eDNA 的滤膜加入保存试剂，密封冷藏，避免基因物质降解，全程做好样品编号与点位记录。
4. 采样频次设置为每三个月开展一轮，保证可以连续跟踪物种数量变化。

步骤 2：实验室基因提取与测序

1. 将滤膜放入专业提取试剂盒，剥离滤膜上附着的全部遗传片段，提纯出纯净的 eDNA 样本。
2. 对提纯后的基因样本做 PCR 扩增，把微量的基因片段放大到可检测的浓度。
3. 利用高通量基因测序设备，读取所有基因序列，生成原始基因数据文件。

步骤 3：物种比对与结果核验

1. 将测序得到的基因序列导入 OBIS 全球海洋生物基因数据库，自动完成物种匹配。
2. 剔除污染基因、外来杂质基因，只保留海域原生海洋物种的匹配结果。
3. 结合水下影像、传统捕捞调查数据做交叉验证，进一步提升物种识别准确率。

步骤 4：形成监测成果

汇总所有点位的物种清单，统计物种总量、濒危物种数量、外来入侵物种分布，生成海域生物多样性报告，同步上传到 UNESCO 开放数据平台，供全球科研人员免费调取使用。

三、项目落地实测成果

1. 试点采样规模：三年时间在全球 21 处海洋世界遗产地完成 500 份水样采集，整套操作严格遵循统一技术规范。
2. 物种检出数量：累计检出 4500 种海洋物种，鱼类占比接近一半，同时检出 86 种鲨鳐类、28 种海洋哺乳动物、3 种海龟，还识别出 120 种 IUCN 红色名录内的濒危水生生物。
3. 效率与成本对比 表格 12

四、技术后续应用方向

1. 长期跟踪海洋物种迁徙路线，监测海水升温带来的物种栖息地变迁。
2. 提前预警外来海洋入侵物种，在入侵初期就完成识别防控。
3. 给全球 18000 个海洋保护区搭建常态化生物监测体系，持续完善全球海洋生物数据库。

【相关 FAQ】

问题 1：水样 eDNA 痕迹检测海洋物种，会不会出现物种识别错误？

回答 1：水样 eDNA 痕迹检测海洋物种会通过多重手段降低识别误差，首先严格做好野外无菌采样，杜绝外界基因污染；其次在实验室剔除杂质基因序列；最后用水下摄像观测数据做交叉核验，大幅提升物种匹配准确率，整体误判率可以控制在 5% 以内。

问题 2：海水里的 eDNA 能留存多久，会不会影响水样 eDNA 痕迹检测海洋物种的结果？

回答 2：海水里的 eDNA 一般可以留存数天到两周，低温近海海域留存时间更长，只要水样采集后立刻冷藏保存，就能保障基因片段不会快速降解，不会干扰水样 eDNA 痕迹检测海洋物种的最终结果。

问题 3：一升海水的水样，依靠 eDNA 痕迹最多能检出多少种海洋物种？

回答 3：按照 UNESCO 实测数据，一升过滤后的海水水样，依靠 eDNA 痕迹平均可以检出 100 种左右海洋物种，覆盖从浮游微生物到鲸类、鲨鱼等大型海洋生物，保障水样 eDNA 痕迹检测海洋物种可以覆盖完整食物链物种。

【数据来源】

[2026-10-22] 海水可揭示海洋隐藏生命

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[2024-12-09] UNESCO 依靠 eDNA 项目完成 4500 种海洋物种测绘 联合国教科文组织新闻稿

免责声明：本文所有技术数据与项目成果均来自联合国教科文组织公开科研项目资料，仅作科普技术参考，不构成科研项目落地执行的直接技术依据；各地开展海水 eDNA 物种监测，需要结合当地海域环境优化采样方案。