W世界上没有比“地狱本德”更奇怪的了，它是一种有褶边的、吞噬小龙虾的蝾螈，大约有小短吻鳄的长度，其奇怪的别名包括“鼻涕虫”、“魔鬼狗”和“grampus”。这种巨大的两栖动物在美国东部的岩石河床上爬行，或者至少是这样，直到农业、森林砍伐和水坝破坏了它的水质和栖息地。这些天，科学家们不确定鼻涕獭还在哪里游荡。
洛约拉大学的生物学教授安迪·亚当斯说:“它们喜欢躲在大岩石下，它们是夜行动物，它们能完美地融入水底。”他在自己上大学之后就没见过地狱兽了。“即使是研究它们的人也很少看到它们。”
这种生物的稀缺性和隐秘的习性使保护工作陷入了两难境地。这些机构怎么能保护地狱之神连他们身在何处都不确定?答案是:环境DNA，或称eDNA，这是一项革命性的水生生物学科学技术。
几十年来，寻找鼻涕水獭需要科学家们花很长时间在河床上爬行和翻动岩石——这种方法很费力，对蝾螈有破坏性，而且充满了不确定性。相比之下，eDNA对研究人员和实验对象都非常方便:只需将几夸脱的水带回实验室，测试目标生物的DNA痕迹，这些DNA可能来自脱落的皮肤、生殖材料，甚至粪便。你不必再亲眼看到一个活生生的御狱者，就知道他们还在坚持;相反，找到一个分子指纹就足够了。
今年秋天，亚当斯和萨斯奎汉诺克野生动物协会开始使用eDNA在马里兰州的萨斯奎汉纳河及其支流寻找地狱魔——这是五个州努力确定这种神秘生物数量状况的一小部分。史密森学会野生生物学家金伯利·特雷尔(Kimberly Terrell)负责协调这项广泛的研究，她说:“我们不仅试图弄清楚地狱魔在哪里存在，还想弄清楚它们的数量。”“使用这个工具，我们能在多大程度上真正估计丰度?”
用eDNA追踪到的物种远不止地狱魔。这项技术自2008年以来一直被用于检测动物，从意大利冠蝾螈到大鳞大麻哈鱼最著名的是亚洲鲤鱼，这种破坏性的入侵鱼类已经把中西部的一些河流变成了鱼的战区．科学家们已经转向eDNA来追踪入侵者的前进。“它就像一个烟雾探测器，”自然保护协会的水生生物学家林赛·查德顿说。“这是我们的第一个迹象，表明那里有东西。”
尽管如此，传统的eDNA技术仍然是相当生硬的工具。环境DNA调查依赖于聚合酶链反应(PCR)，这是一种将DNA片段的几个拷贝扩增到几百万个拷贝的方法。PCR是分子生物学中最重要的方法之一，是一种非常基础的方法它为卡里·穆里斯赢得了诺贝尔奖(至少是受到了启发一首真正美味的歌曲）.但当涉及到鉴定eDNA时，传统的PCR(又称端点PCR或ePCR)有一个缺点:它不能轻易地告诉你如何多DNA到处都是。这也不是那么敏感:一些已知的亚洲鲤鱼栖息地负面的测试他们的遗传物质。
这种不精确会引起争议。去年，人们在密歇根湖发现了亚洲鲤鱼的DNA，这对州和联邦机构来说是一个长期以来的噩梦，他们担心亚洲鲤鱼会排挤当地居民。但是，虽然查德顿怀疑这些样本来自活鱼，但其他科学家相信遗传物质可能来自间接来源——可能是一缕鸟粪，也可能是一艘渔船的船壳。这些都不是不可能的情况:一项研究发现，鲤鱼的DNA可以在粘液或鹰的粪便中存活长达一个月．
幸运的是，一种新的替代传统PCR的方法，称为定量PCR或qPCR，可能有一天会解决问题。qPCR允许科学家在扩增过程发生时跟踪，而不是在周期完成后;通过实时观察扩增，研究人员可以获得关于样本中DNA数量的宝贵信息。“eDNA本质上是间接的，你只是在推断一个有机体是否在这里，”诺特丹大学研究入侵物种基因检测的博士生卡梅伦·特纳说。“但qPCR至少提供了一个更明确的答案的可能性。”
这种可能性吸引了像特纳这样的研究人员，本月早些时候，他发表了一份具体的研究报告qPCR测试亚洲鲤鱼。当他将qPCR和传统PCR进行比较时，他发现新方法发现池塘中鲤鱼的可能性增加了22倍。另一个方法上的调整使特纳能够在水中检测到5倍多的DNA。这些改进可能最终有助于解决像五大湖这样的问题。特纳说:“现在我们可以测量DNA的数量，我们可能能够建立一些阈值，让我们说，好吧，在这些水平上，可能有活的有机体。”
安迪·亚当斯的苏斯克哈纳河样本也将用qPCR进行处理被证明是有效的和鲤鱼一样。亚当斯和他的团队在今年秋初调查了三条支流，当时正在产卵的鼻涕水獭将精子和卵子填满了小溪。在过滤了河水以捕捉生物材料之后，亚当斯把纸过滤器卷起来，放入装有防腐剂的小瓶中，然后把它们运到布法罗州立大学的实验室进行分析。亚当斯说:“了解这个州的地狱魔王在哪里将是一件大事。”
尽管qPCR可能很强大，但它也有其局限性。例如，知道一条河中有多少地狱魔，并不能回答关于人口健康或栖息地质量的重要、更细微的问题。金伯利·特雷尔说:“你可能会有一条退化的、低质量的河流，只有几只动物挂在上面，或者你可能会有一条干净的河流，人口健康，自然密度低。”“eDNA可能无法区分这两种情况。”就目前而言，一些问题最好的答案仍然是老式的岩石投掷。
Ben Goldfarb是西雅图的环境记者和通讯员高国家新闻．他微博@ben_a_goldfarb．
