空氣中潛藏著生命的痕跡，科學家最近學會了如何解讀這些信息。在一項突破性研究中，研究人員從舊空氣過濾器中提取了數十年的空氣DNA，重建了生態系統隨時間變化的情況。這項研究是對空氣環境DNA進行的最詳細的長期分析。所有生物都會將微小的DNA碎片釋放到周圍環境中，這些痕跡隨著空氣漂浮，沉積在表面上，並在適當條件下可以持續數十年。直到現在，科學家們一直缺乏對這些遺傳物質的長期、連續記錄，而這些記錄卻藏在顯而易見的地方。
全球有數百個空氣監測站使用過濾器來追蹤放射性沉降物。其中一個存放自1960年代的檔案，存放在瑞典國防研究機構（FOI）的一個地下室中，成為了這項新研究的基礎。研究人員Per Stenberg在近十年前了解到這個被遺忘的收藏後，立即和同事Mats Forsman意識到其潛力。
這些過濾器來自瑞典北部基魯納（Kiruna）的一個監測站，持續捕捉來自植物、真菌、昆蟲、微生物、鳥類、魚類以及如駝鹿和馴鹿等哺乳動物的空氣DNA。透過對這些遺傳物質的測序，研究人員能夠識別出來自監測站周圍幾公里內約2,700個生物群體，並跟蹤它們在34年期間的變化。Per Stenberg表示，能夠保存這些過濾器的確是運氣使然，因為它們的材料具有保持DNA的特性。
這個檔案庫成為了一台時間機器，讓研究人員能夠回顧過去，幾乎實時地觀察生態系統的變化。長期數據顯示，自1970年代至2000年代初，生物多樣性明顯下降。與樺樹森林相關的物種，包括苔蘚和真菌，顯示出顯著的減少。研究人員發現，單靠氣候變化無法解釋這一趨勢，反而這些模式指向以人類為驅動的因素，例如森林管理實踐，可能是造成減少的原因。
雖然之前已經對空氣DNA進行過分析，但這項研究的規模和深度使其與眾不同。研究團隊結合了大規模DNA測序、基於機器學習的物種識別和空氣流動模型，以追蹤DNA的來源。與傳統的現場調查相比，這些比較顯示出強烈的一致性，驗證了該方法檢測物種存在和種群變化的能力。這項工作是九年密集研究和開發的結果，研究的共同作者Daniel Svensson表示，他期待將這些數據應用於一系列問題。
這一方法為監測偏遠或研究不足地區的生物多樣性開辟了新的可能性，這些地區的歷史數據稀缺或不存在。現有的空氣過濾器網絡可以有效地成為全球生物多樣性的觀測站。Per Stenberg表示，該方法還能檢測和追蹤遺傳變異以及外來物種和病原體的存在。這項研究發表在《自然通訊》期刊上。
