DNA條碼(DNA barcoding)
超市只需掃一下每件商品上一道短短的條碼,就能在瞬間分辨上千種商品——無需檢視整件物品。DNA條碼把這個想法帶給了生物:你不必當一個靠檢視整個軀體來認出物種的專家,而是讀取它DNA中一小段短而標準化的片段、拿去與一個參考庫比對,從而為物種命名。
這個方法挑選一小段基因區域,它同時是兩樣東西:在一個物種之內足夠相似,使所有個體共享幾乎相同的序列;又在物種之間足夠不同,使每個物種都有自己獨特的版本。對動物而言,標準條碼是粒線體基因細胞色素c氧化酶I(常寫作COI)的一段約650個字母的片段;植物和真菌使用別的區域,因為COI在它們身上變化太小。實際操作中,你取一份極小的樣本——一隻昆蟲的一條腿、一小片肉、一拭子池塘水——用PCR擴增條碼區域、定序,再到一個經過整理的資料庫(如生命條碼庫)裡查找最接近的匹配。如果匹配良好,你就有了一個鑑定結果,哪怕是憑一個碎片、任何專家肉眼都認不出。
DNA條碼是把分子系統發生學投入日常工作。它鑑定看上去一模一樣的昆蟲幼蟲、揭露海鮮欺詐(廉價魚冒充昂貴物種出售)、在非法貿易中篩查瀕危物種,而以它的「宏條碼」形式,還能一次性讀出一勺土壤或一勺水裡的所有物種、用以普查生物多樣性。誠實的限度很要緊:條碼為物種命名,但它本身並不能構建一棵可靠的深層家族樹;親緣很近或新近分開的物種可能共享同一條碼;而答案的好壞,取決於那個參考庫,它並不完整,還可能含有標錯的條目。
對壽司樣本定序COI條碼的研究,一再發現廉價魚被標成更昂貴的物種——哪怕魚已被切片、烹熟,DNA也能說出菜單說不出的真相。
一段短而標準化的DNA區域,憑最微小的碎片就能為物種命名。
條碼用於鑑定物種;它不是一棵完整的系統發生樹。新近分化的物種可能共享同一條碼,而任何鑑定的可靠程度,都不超過那個並不完整、有時還標錯的參考資料庫。