我們每天呼吸的空氣，除了氧氣、塵埃和水汽，還可能藏著來自植物、動物、微生物甚至人類的遺傳痕跡。
近日，包括新加坡南洋理工大學（NTU）學者在內的一組國際研究人員，將目光投向了這些漂浮在空氣中的DNA。研究人員認為，隨著技術發展，空氣中的環境DNA（eDNA）有望成為觀察生物多樣性、識別生物威脅和追蹤病原體的一種新工具。
相關觀點發表在國際學術期刊《Nature》的一篇Correspondence（通信文章）中。作者來自廣島大學、首爾大學、美國Rush University Medical Center以及新加坡南洋理工大學，其中包括NTU教授 Stephan C. Schuster。廣島大學於8月10日發布科研新聞，對這項工作進行了介紹。
空氣里的DNA，正在成為新的監測線索
看似空無一物的空氣，其實攜帶著大量肉眼看不見的生物信息。
植物釋放的物質、動物活動留下的痕跡，以及微生物等，都可能讓遺傳物質進入空氣。研究人員希望通過採集並分析這些空氣中的DNA，從中獲得周圍環境里存在哪些生物的線索，而不必像傳統調查那樣直接捕捉或接觸目標生物。
廣島大學丸山史人教授（左）向南洋理工大學Stephan C. Schuster教授（中）頒發感謝狀，拉什大學醫學中心Stefan J. Green教授（右）共同見證。（攝影：Yue Yin/廣島大學）
這也正是空氣環境DNA受到關注的原因。它提供了一種更加非侵入式的觀察方式，讓研究人員有機會從一份空氣樣本中獲取生態環境的信息。廣島大學發布的介紹指出，這類技術未來可能用於生態系統監測、生物威脅識別以及病原體追蹤。
NTU參與這項討論的教授 Stephan C. Schuster，本身也長期從事環境基因組學、宏基因組學和空氣微生物組等相關研究。NTU官方資料顯示，其團隊近年來還通過超低生物量分析方法推進生物氣溶膠研究，並探索這類技術在環境監測中的應用。
不過，空氣里「檢測到了DNA」，並不意味著問題已經解決。
研究人員特別提醒，發現某種DNA，並不能直接證明對應的生物此刻仍然存在、處於活躍狀態，或者具有危險性。換句話說，從空氣里「找到信號」是一回事，如何正確理解這個信號，又是另一回事。
從生態監測到生物安全，空氣DNA潛力有多大？
空氣DNA最受期待的應用之一，是生物多樣性監測。
傳統的生態調查往往需要研究人員進入野外，通過觀察、捕捉、相機或其他方式確認物種。如果未來空氣DNA採集和分析技術進一步成熟，它可能為生態調查增加一條新的信息來源：研究人員通過分析空氣樣本，就有機會了解一個區域內留下了哪些生物的遺傳痕跡。
這樣的方式尤其適合長期、持續性的環境觀察。它並不是要完全取代傳統生態調查，而是可能成為現有監測方法的重要補充。
另一項受到關注的應用則是生物安全。
空氣中不僅可能存在動植物留下的DNA，也可能攜帶與微生物和病原體有關的遺傳信息。因此，研究人員認為，這類技術未來有望用於發現潛在生物威脅以及輔助病原體監測，為公共衛生和環境安全提供更多信息。
這也是空氣DNA令人期待的地方：同一種採樣思路，未來可能連接生態保護、環境監測和生物安全等多個領域。
但「能夠檢測」並不等於「能夠可靠地大規模應用」。要真正把空氣中的遺傳信息變成值得信賴的監測工具，科學家還有不少問題需要解決。
真正走向應用，還要跨過三道關
在《Nature》發表的通信文章中，這組國際研究人員沒有把重點放在宣布某項「技術突破」上，而是提出了空氣DNA監測真正落地之前必須解決的三個關鍵問題：採樣、解讀和治理。
首先是採樣。空氣中的DNA信號複雜且容易受到環境和採集方式影響。不同地點、不同時間以及不同設備取得的樣本，怎樣才能穩定、可靠地進行比較，是未來建立標準化監測體系繞不開的問題。
第二是解讀。從樣本中檢測到一段DNA之後，它究竟代表什麼？它來自仍在附近活動的生物，還是此前留下的遺傳物質？DNA信號的多少，能否直接對應某種生物數量的多少？這些問題都會影響研究人員對結果的判斷。
正如研究人員強調的那樣，檢測到DNA本身，並不能直接告訴我們對應的生物是否還活著、是否活躍，更不能簡單等同於它是否構成威脅。
第三則是治理。當空氣採樣技術越來越靈敏，能夠獲得的信息也會越來越豐富。如何建立合理的使用規範、明確數據的採集和使用邊界，同樣需要在技術大規模應用前得到充分討論。
因此，這項工作真正傳遞的信息並不是「空氣DNA技術已經成熟」，而是：一種極具潛力的新型監測方式正在快速發展，但要從實驗和研究真正走向可靠的現實應用，還需要解決一系列技術與治理問題。
對於NTU而言，這次參與《Nature》討論也與學校現有的環境基因組學和空氣微生物組研究方向形成了聯繫。隨著相關方法不斷完善，我們或許會越來越習慣這樣一種新的觀察方式——空氣不再只是我們呼吸的介質，也可能成為記錄周圍生命活動的一座「信息庫」。
📌 要點總結
✦ NTU教授參與國際研究討論這並非NTU獨立完成的一項「新突破」。來自廣島大學、首爾大學、美國Rush University Medical Center和新加坡南洋理工大學的四位學者共同在《Nature》發表通信文章，NTU教授 Stephan C. Schuster 是作者之一。
✦ 空氣DNA有望成為新的監測工具空氣中存在來自植物、動物、微生物和人類的遺傳痕跡。通過採集和分析這些信息，未來有望輔助生物多樣性監測、生物威脅識別以及病原體追蹤。
✦ 真正落地還要解決三個問題研究人員認為，空氣DNA技術走向可靠的大規模應用之前，還需要進一步解決採樣、結果解讀和治理三方面的關鍵問題。 輕點指尖，探索NTU前沿科研
