空气扫描器或可识别区域内所有生命形态，“像《星际迷航》中的三录仪”

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某一区域生活着哪些人、动物和植物？一种新型空气分析技术或可在十分钟内揭示答案。它甚至能够检测到毒品痕迹，或可导致疫情的病原体。但研究人员也对其潜在风险提出了警告。



我们呼吸的空气不仅仅包含氧气和氮气，它更像是一本“遗传日记”，记录着人类、动植物的遗传信息。在爱尔兰首都都柏林这样的城市空气中，科学家还能检测到来自大麻、罂粟和致幻蘑菇的DNA。美国佛罗里达大学的遗传学家戴维·达菲（David Duffy）领导的团队通过新型空气DNA分析技术揭示了这一现象，并将其比作科幻剧《星际迷航》中的未来科技。

研究人员在《自然·生态与进化》（Nature Ecology & Evolution）期刊上报告称，在都柏林的空气中，他们发现了来自病毒、病原体、各种真菌、植物、动物甚至人类的DNA片段。“起初我们以为很难从空气中提取出完整的大型DNA片段，但事实并非如此——我们实际上找到了大量有价值的DNA信息，”达菲在其大学发布的声明中表示。这些DNA可能来源于尿液、粪便、唾液飞沫乃至脱落的皮肤细胞，随之飘散至空气中。

“可同时识别所有物种”

通过采集空气样本或擦拭窗户表面，研究人员可以获取DNA碎片，然后进行测序，并与基因数据库进行比对，以识别其来源生物种类。此前，“环境DNA”多来自水体或土壤，但达菲认为空气中的DNA具有巨大潜力：“它为我们同时调查区域内所有生物物种开辟了新可能——从微生物、病毒到红猞猁、人类及其他生物。”

红猞猁（Lynx rufus）是研究中重点分析的物种之一。研究人员在佛罗里达空气中采集到的红猞猁DNA，竟然与动物园中的红猞猁更加接近，而非野生个体。这些对比DNA样本来自动物排泄物。

十分钟内获得结果

科学家们还大幅缩短了DNA提取所需时间。此前，他们已将从水和沙中提取环境DNA的时间从“一整夜”压缩到一小时，如今更进一步缩短至十分钟。

与传统方法对比表明，这一提速过程并未遗漏任何DNA信息。“这表明我们离实现类似《星际迷航》中那种几乎能实时识别生命形态的空气扫描装置，比以往任何时候都更近一步。”研究人员写道。

帮助遏制疫情

达菲和他的团队在研究中指出，这一方法有广泛的应用前景。例如，它可以实现快速、大范围的生物多样性评估；用于监测害虫、寄生虫和病原体，尤其是在防范流行病方面具有重要价值。

过敏原的监测也将更为精准。早在两年前，《当代生物学》（Current Biology）上的一项研究就提出，全球用于监测空气质量的测站也可被用来进行空气样本的遗传分析。

也可监控人类活动

此外，该技术还能用于监测人类行为，例如毒品与麻醉品的使用情况，甚至追踪人类群体的多样性与基因特征。

因此，达菲多年来一直呼吁立法规范人类环境DNA的使用。“我们需要明确的政策措施来规定：谁可以直接检测人类环境DNA、在何时何地进行检测、以及需要什么样的许可，”研究团队写道。

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这项新型空气DNA分析技术的确令人兴奋，能够在短时间内识别特定区域内的生命形态，包括人类、动物和植物。与传统方法相比，这种技术的显著优势在于其高效性和实时性，可以迅速获得所需信息。

在德国，由于科技发展和环境保护的要求，类似的技术可能会有广泛的应用前景。例如，可以用于城市生物多样性的监测、公共卫生安全（如疫情防控）、以及环境质量评估等领域。德国政府和科研机构对空气质量和生态多样性的重视，使得这一技术的应用潜力更为突出。

然而，研究人员也提出了关于隐私和伦理的担忧。在德国，个人数据保护法律非常严苛，因此在实施这种技术时，需要制定相应的法律框架，以确保在进行空气样本检测时不会侵犯个人隐私。此外，对人类环境DNA的检测和使用需明确规定，以防止滥用或不当使用。

综上所述，这项技术在德国的推广和应用需要综合考虑科学技术发展与社会伦理法律之间的协调。
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