ดีเอ็นเอสิ่งแวดล้อมหรือeDNAคือดีเอ็นเอที่เก็บรวบรวมจากตัวอย่างสิ่งแวดล้อมที่หลากหลาย เช่นดินตะกอนน้ำจืดน้ำทะเลหิมะหรืออากาศแทนที่จะเก็บตัวอย่างโดยตรงจากสิ่งมีชีวิต แต่ละตัว เนื่องจากสิ่งมีชีวิตต่างๆ มีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม ดีเอ็นเอจึงถูกขับออกมาและสะสมอยู่ในสภาพแวดล้อมจากแหล่งต่างๆ^{[ 2 ]} eDNA ดังกล่าวสามารถนำมาวิเคราะห์ลำดับโดยใช้ เทคนิค โอไมซ์สิ่งแวดล้อมเพื่อเปิดเผยข้อเท็จจริงเกี่ยวกับชนิดของสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่ในระบบนิเวศ แม้แต่สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่มองไม่เห็นหรือตรวจจับไม่ได้ก็ตาม แนวทางนี้ช่วยให้สามารถสำรวจความหลากหลายทางชีวภาพได้ในวงกว้างและมีต้นทุนต่ำ โดยไม่ส่งผลกระทบเชิงลบต่อระบบนิเวศ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา eDNA ถูกนำมาใช้เป็นเครื่องมือในการตรวจจับสัตว์ป่าใกล้สูญพันธุ์ซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยวิธีอื่น ในปี 2020 นักวิจัยด้านสุขภาพของมนุษย์เริ่มนำเทคนิค eDNA มาใช้ใหม่เพื่อติดตามการระบาดใหญ่ของ COVID-19 ^{[ 3 ]}

แหล่งที่มาของ eDNA ตัวอย่าง ได้แก่อุจจาระ เมือกเซลล์สืบพันธุ์ ผิวหนังที่ลอกซากสัตว์และเส้นผม[ ^{2 ] [ 4 ] ตัวอย่าง}สามารถวิเคราะห์ได้ด้วย วิธี การลำดับดีเอ็นเอความเร็วสูงซึ่งเรียกว่าเมตาจีโนมิกส์เมตาบาร์โค้ดดิ้งและการตรวจจับชนิดเดียว เพื่อการตรวจสอบและวัดความหลากหลายทางชีวภาพอย่างรวดเร็วเพื่อให้สามารถแยกแยะสิ่งมีชีวิตภายในตัวอย่างได้ดียิ่งขึ้น จึงใช้ดีเอ็นเอเมตาบาร์โค้ดดิ้งโดยที่ตัวอย่างจะถูกวิเคราะห์และใช้ไลบรารีดีเอ็นเอที่ศึกษาไว้ก่อนหน้านี้ เช่นBLASTเพื่อกำหนดว่ามีสิ่งมีชีวิตชนิดใดอยู่^{[ 5 ]}

eDNA metabarcodingเป็นวิธีการใหม่ในการประเมินความหลากหลายทางชีวภาพโดยเก็บตัวอย่างจากสิ่งแวดล้อมผ่านทางน้ำ ตะกอน หรืออากาศ จากนั้นสกัด DNA และขยายโดยใช้ไพรเมอร์ทั่วไปหรือไพรเมอร์สากลในปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรสและจัดลำดับโดยใช้การจัดลำดับรุ่นใหม่เพื่อสร้างข้อมูลการอ่านหลายพันถึงหลายล้านรายการ จากข้อมูลนี้ สามารถระบุการมีอยู่ของชนิดพันธุ์และประเมินความหลากหลายทางชีวภาพโดยรวมได้ เป็นวิธีการแบบสหวิทยาการที่นำเอานิเวศวิทยาภาคสนามแบบดั้งเดิมมารวมกับวิธีการทางโมเลกุลเชิง ลึก และเครื่องมือคำนวณขั้นสูง^{[ 6 ]}

การวิเคราะห์ eDNA มีศักยภาพอย่างมาก ไม่เพียงแต่สำหรับการติดตามชนิดพันธุ์ทั่วไปเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการตรวจจับและระบุชนิดพันธุ์ที่มีอยู่อื่นๆ ทางพันธุกรรมซึ่งอาจส่งผลต่อความพยายามในการอนุรักษ์^{[ 7 ]}วิธีนี้ช่วยให้สามารถตรวจสอบทางชีวภาพได้โดยไม่ต้องเก็บสิ่งมีชีวิต ทำให้สามารถศึกษาสิ่งมีชีวิตที่รุกราน หลบหลีกยาก หรือใกล้สูญพันธุ์ได้โดยไม่ก่อให้เกิดความเครียดจากกิจกรรมของมนุษย์ต่อสิ่งมีชีวิต (ขึ้นอยู่กับความแข็งแกร่งของวิธีการที่ใช้ ดูด้านล่าง) การเข้าถึงข้อมูลทางพันธุกรรมนี้มีส่วนสำคัญอย่างยิ่งต่อความเข้าใจเกี่ยวกับขนาดประชากรการกระจายพันธุ์และพลวัตของประชากรสำหรับชนิดพันธุ์ที่ไม่ได้รับการบันทึกไว้อย่างดี ที่สำคัญ eDNA มักมีต้นทุนที่คุ้มค่ากว่าเมื่อเทียบกับวิธีการสุ่มตัวอย่างแบบดั้งเดิม^{[ 8 ]}ความสมบูรณ์ของตัวอย่าง eDNA ขึ้นอยู่กับการเก็บรักษาภายในสิ่งแวดล้อม

ดินเพอร์มาฟรอสต์น้ำจืด และน้ำทะเล เป็นสภาพแวดล้อมระดับมหภาคที่ได้รับการศึกษามาอย่างดี ซึ่งมีการสกัดตัวอย่าง eDNA ออกมา โดยแต่ละสภาพแวดล้อมประกอบด้วยสภาพแวดล้อม ย่อยที่มีเงื่อนไขอีกมากมาย ^{[ 9 ]}เนื่องจากความสามารถรอบด้าน eDNA จึงถูกนำไปใช้ใน สภาพแวดล้อมย่อย หลายแห่ง เช่น การเก็บตัวอย่างน้ำจืด การเก็บตัวอย่างน้ำทะเล การเก็บตัวอย่างดินบนบก (เพอร์มาฟรอสต์ในทุนดรา) การเก็บตัวอย่างดินในน้ำ (แม่น้ำ ทะเลสาบ บ่อ และตะกอนในมหาสมุทร) ^{[ 10 ]}หรือสภาพแวดล้อมอื่นๆ ที่ขั้นตอนการเก็บตัวอย่างแบบปกติอาจกลายเป็นปัญหาได้^{[ 9 ]}

เมื่อวันที่ 7 ธันวาคม พ.ศ. 2565 การศึกษาในวารสาร Natureรายงานการค้นพบ eDNA อายุ 2 ล้านปีในตะกอนจากกรีนแลนด์ ซึ่งปัจจุบันถือเป็น DNA ที่เก่าแก่ที่สุดที่ได้รับการจัดลำดับจนถึงปัจจุบัน^{[ 11 ] [ 12 ]}

ดีเอ็นเอสิ่งแวดล้อม (eDNA) ถูกนำมาใช้โดยใช้โปรโตคอลการสุ่มตัวอย่างและการวิเคราะห์ที่หลากหลาย และความน่าเชื่อถือของผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับความแข็งแกร่งของวิธีการที่ใช้ ในสภาพแวดล้อมทางน้ำ (น้ำจืดและน้ำทะเล) กลยุทธ์การสุ่มตัวอย่างเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดความสำเร็จในการตรวจจับ โดยทั่วไปปริมาณน้ำที่กรองแล้วที่มากขึ้นจะให้ปริมาณดีเอ็นเอที่มากขึ้น ซึ่งเพิ่มโอกาสในการตรวจจับสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในบริเวณนั้น เนื่องจาก eDNA มักมีความไม่สม่ำเสมอในเชิงพื้นที่และกระจายตัวในท้องถิ่น การกรองน้ำปริมาณมากตามแนวเส้นทางแบบบูรณาการจะให้ภาพรวมของความหลากหลายทางชีวภาพที่แม่นยำและเป็นตัวแทนมากขึ้น^{[ 13 ]}

ขั้นตอนการทดลองในห้องปฏิบัติการก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งจำนวนการทำซ้ำปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส (PCR) การทำซ้ำ PCR หมายถึงการขยายสารสกัด DNA เดียวกันซ้ำๆ ในปฏิกิริยาอิสระ การเพิ่มจำนวนการทำซ้ำจะช่วยเพิ่มโอกาสในการตรวจพบ เนื่องจาก PCR มีความผันแปรแบบสุ่ม และ DNA ของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันอาจไม่ขยายในบางปฏิกิริยา แต่อาจขยายได้ในปฏิกิริยาอื่นๆ ตัวอย่างเช่น การใช้การทำซ้ำ PCR 12 ครั้ง หมายถึงการขยาย DNA ที่เก็บตัวอย่างมาในตัวอย่างย่อยอิสระ 12 ตัวอย่าง ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของผลลบเท็จ

ความลึกของการจัดลำดับเป็นปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งที่มีอิทธิพลต่อพลังการตรวจจับ หมายถึงจำนวนลำดับ DNA ทั้งหมด (reads) ที่สร้างและวิเคราะห์จากตัวอย่าง ความลึกของการจัดลำดับที่สูงขึ้นจะเพิ่มโอกาสในการตรวจจับชิ้นส่วน DNA ที่หายากหรือมีปริมาณน้อย การจัดลำดับ reads หลายแสนรายการในระบบน้ำจืด (มากถึง 500,000 รายการ) หรือ reads ประมาณหนึ่งล้านรายการในระบบทะเลสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจจับได้อย่างมากเมื่อเทียบกับโปรโตคอลที่มีความลึกน้อยกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสายพันธุ์ที่มีความเข้มข้นต่ำ^{[ 14 ]}

เมื่อนำกลยุทธ์การสุ่มตัวอย่าง การทำซ้ำ และการจัดลำดับที่มีประสิทธิภาพมาใช้ วิธีการทางดีเอ็นเอจากสิ่งแวดล้อม (eDNA) จะมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษในการตรวจจับชนิดพันธุ์ที่หายาก หลบซ่อนตัวได้ยาก หรือซ่อนเร้น รวมถึงชนิดพันธุ์ที่ได้รับการคุ้มครอง ถูกคุกคาม และรุกราน

• 
  การตรวจสอบระบบนิเวศและความหลากหลายทางชีวภาพทั่วโลกด้วยเมตาบาร์โค้ดดีเอ็นเอสิ่งแวดล้อม ^{[ 6 ]}

ดีเอ็นเอสิ่งแวดล้อมหรือ eDNA หมายถึงสารพันธุกรรมที่มีอยู่ในตัวอย่างสิ่งแวดล้อม เช่น ตะกอน น้ำ และอากาศ ซึ่งรวมถึงเซลล์ทั้งหมด ดีเอ็นเอภายนอกเซลล์ และอาจรวมถึงสิ่งมีชีวิตทั้งหมดด้วย^{[ 15 ] [ 16 ]}การวิเคราะห์ eDNA เริ่มต้นด้วยการเก็บตัวอย่างสิ่งแวดล้อมที่สนใจ จากนั้นจึงสกัดและทำให้บริสุทธิ์ ดีเอ็นเอในตัวอย่าง ดีเอ็นเอที่บริสุทธิ์แล้วจะถูกขยายให้ได้ตามเป้าหมายยีนที่เฉพาะเจาะจง เพื่อให้สามารถจัดลำดับและจำแนกประเภทตามลำดับได้^{[ 17 ]}จากข้อมูลนี้ ทำให้สามารถตรวจจับและจำแนกชนิดของสิ่งมีชีวิตได้^{[ 6 ]}

eDNA สามารถมาจากผิวหนัง เมือก น้ำลาย อสุจิ สารคัดหลั่ง ไข่ อุจจาระ ปัสสาวะ เลือด ราก ใบ ผลไม้ ละอองเกสร และซากเน่าเปื่อยของสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่ ในขณะที่จุลินทรีย์อาจได้รับมาทั้งตัว^{[ 18 ] [ 7 ] [ 16 ]}การผลิต eDNA ขึ้นอยู่กับชีวมวล อายุ และกิจกรรมการกินอาหารของสิ่งมีชีวิต รวมถึงสรีรวิทยา ประวัติชีวิต และการใช้พื้นที่^{[ 2 ] [ 19 ] [ 16 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 6 ]}

eDNA สามารถเสริมแต่ไม่สามารถแทนที่วิธีการแบบดั้งเดิมได้ โดยการกำหนดเป้าหมายและสุ่มตัวอย่างความหลากหลายที่แตกต่างกัน และอาจเพิ่มความละเอียดทางอนุกรม วิธาน ได้^{[ 22 ] [ 23 ]}นอกจากนี้ eDNA ยังสามารถตรวจจับชนิดพันธุ์ที่หายากได้ [ ^{24 ] [ 19 ]}แต่ไม่สามารถกำหนดข้อมูลคุณภาพประชากร เช่น อัตราส่วนเพศและสภาพร่างกายได้ ดังนั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเสริมการศึกษาแบบดั้งเดิม^{[ 20 ] [ 22 ] อย่างไรก็ตาม} eDNA มีประโยชน์ในการตรวจจับการปรากฏตัวครั้งแรกของชนิดพันธุ์รุกราน การคงอยู่ของชนิดพันธุ์พื้นเมืองที่คิดว่าสูญพันธุ์หรือถูกคุกคาม และชนิดพันธุ์ที่หลบซ่อนตัวอื่นๆ ที่เกิดขึ้นในความหนาแน่นต่ำซึ่งยากต่อการตรวจจับด้วยวิธีการแบบดั้งเดิม^{[ 6 ]}

สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือ การวัดปริมาณความอุดมสมบูรณ์ของชนิดพันธุ์อย่างแม่นยำนั้นทำได้เฉพาะในเงื่อนไขที่เฉพาะเจาะจงมากเท่านั้น ในทางปฏิบัติ วิธีนี้ส่วนใหญ่จำกัดอยู่เฉพาะแม่น้ำที่สามารถเดินลุยได้ ซึ่งมีพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมที่ควบคุมได้จำกัด และสามารถใช้วิธีการอ้างอิง เช่น การจับปลาด้วยไฟฟ้าได้ นอกเหนือจากบริบทที่จำกัดเหล่านี้ ทั้งเทคนิคการสำรวจทางนิเวศวิทยาแบบดั้งเดิมและวิธีการใช้ดีเอ็นเอสิ่งแวดล้อม (eDNA) โดยทั่วไปจะให้ข้อมูลแบบกึ่งปริมาณเท่านั้น ในกรอบการทำงานแบบกึ่งปริมาณ วิธีการ eDNA มักมีประสิทธิภาพดีกว่าเทคนิคการตรวจสอบแบบดั้งเดิม พวกมันให้ข้อมูลทางนิเวศวิทยาที่น่าเชื่อถือ เช่น การมีอยู่หรือไม่มีอยู่ของชนิดพันธุ์ รูปแบบความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ และแนวโน้มเชิงพื้นที่และเวลา ข้อมูลประเภทนี้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการประเมินความหลากหลายทางชีวภาพและการตรวจสอบระยะยาว วิธีการใช้ดีเอ็นเอสิ่งแวดล้อมยังมีข้อดีในทางปฏิบัติหลายประการเหนือวิธีการแบบดั้งเดิมหลายวิธี ซึ่งรวมถึงความสามารถในการตรวจจับที่สูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชนิดพันธุ์ที่หายาก ซ่อนเร้น หรือมีความหนาแน่นต่ำ การสร้างมาตรฐานที่ดีขึ้นในสถานที่ ฤดูกาล และผู้ปฏิบัติงาน ต้นทุนการดำเนินงานโดยรวมที่ต่ำกว่า และการสุ่มตัวอย่างแบบไม่รุกรานซึ่งหลีกเลี่ยงการรบกวนหรือการตายของสิ่งมีชีวิตเป้าหมาย

การเสื่อมสภาพของ eDNA ในสิ่งแวดล้อมจำกัดขอบเขตของการศึกษา eDNA เนื่องจากมักจะเหลือเพียงส่วนเล็ก ๆ ของสารพันธุกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคเขตร้อนที่มีอากาศอบอุ่น^{[ 25 ]}นอกจากนี้ ระยะเวลาที่แตกต่างกันในการเสื่อมสภาพตามสภาพแวดล้อมและศักยภาพของ DNA ในการเดินทางผ่านสื่อต่าง ๆ เช่น น้ำ อาจส่งผลต่อการอนุมานแนวโน้มเชิงพื้นที่และเวลาในระดับละเอียดของสายพันธุ์และชุมชน^{[ 19 ] [ 26 ] [ 18 ] [ 27 ] [ 20 ] [ 22 ] [ 21 ]}

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าในทั้งแหล่งน้ำจืดและมหาสมุทร ร่องรอย DNA จะคงอยู่เพียงไม่กี่วัน บางครั้งนานถึงหนึ่งสัปดาห์ นั่นเป็นเหตุผลที่ eDNA เปรียบเสมือนภาพถ่าย: มันบันทึกว่ามีสายพันธุ์ใดอยู่ในบริเวณนั้น ณ เวลาใด^{[ 13 ]}

แม้จะมีข้อเสียเหล่านี้ eDNA ก็ยังมีศักยภาพในการกำหนดความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์หรือลำดับชั้นได้ เนื่องจากงานวิจัยบางชิ้นพบว่าสอดคล้องกับชีวมวล แม้ว่าความแปรปรวนที่มีอยู่ในตัวอย่างสิ่งแวดล้อมจะทำให้ยากต่อการวัดปริมาณก็ตาม^{[ 7 ] [ 16 ]}ในขณะที่ eDNA มีการใช้งานมากมายในการอนุรักษ์ การเฝ้าระวัง และการประเมินระบบนิเวศ รวมถึงการใช้งานอื่นๆ ที่ยังไม่ได้อธิบาย ความเข้มข้นของ eDNA ที่แปรผันสูงและความไม่สม่ำเสมอที่อาจเกิดขึ้นในแหล่งน้ำทำให้จำเป็นต้องปรับกระบวนการให้เหมาะสม โดยควรมีการศึกษานำร่องสำหรับการใช้งานใหม่แต่ละครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าการออกแบบการสุ่มตัวอย่างเหมาะสมสำหรับการตรวจจับเป้าหมาย^{[ 28 ] [ 20 ] [ 22 ] [ 6 ]}

เมื่อเปรียบเทียบผลลัพธ์ที่ได้จากการใช้ตัวกรองที่แตกต่างกัน (ตัวอย่างน้ำ) หรือเมื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงความหลากหลายทางชีวภาพเมื่อเวลาผ่านไป ในแต่ละฤดูกาล หรือระหว่างปี จำเป็นต้องมีการกำหนดมาตรฐานข้อมูล การกำหนดมาตรฐานจะแก้ไขความคลาดเคลื่อนทางระเบียบวิธีที่เกิดขึ้นตลอดกระบวนการวิเคราะห์ เนื่องจากดีเอ็นเอจากสิ่งมีชีวิตต่างชนิดกันสามารถเพิ่มจำนวนและเรียงลำดับได้ด้วยประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน การปรับเทียบนี้โดยทั่วไปจะขึ้นอยู่กับการประมาณจำนวนโมเลกุลดีเอ็นเอเริ่มต้นที่มีอยู่ในตัวอย่างก่อนการเพิ่มจำนวน ซึ่งมักเรียกว่าจำนวนสำเนาดีเอ็นเอ รวมกับเมตริกความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ที่ได้จากข้อมูลการเรียงลำดับ ชุดข้อมูลที่เป็นมาตรฐานช่วยให้สามารถเปรียบเทียบได้อย่างน่าเชื่อถือมากขึ้นระหว่างตัวอย่าง สถานที่ และช่วงเวลาต่างๆ

แม้ว่าคำจำกัดความของ eDNA ดูเหมือนจะตรงไปตรงมา แต่เส้นแบ่งระหว่าง DNA รูปแบบต่างๆ กลับไม่ชัดเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปรียบเทียบกับDNA ของชุมชนซึ่งถูกอธิบายว่าเป็นตัวอย่างสิ่งมีชีวิตจำนวนมาก^{[ 22 ]}มีคำถามเกิดขึ้นเกี่ยวกับจุลินทรีย์ทั้งหมดที่ถูกจับได้ในตัวอย่าง eDNA: สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เปลี่ยนแปลงการจำแนกประเภทของตัวอย่างให้เป็นตัวอย่าง DNA ของชุมชนหรือไม่? นอกจากนี้ การจำแนกประเภทของสารพันธุกรรมจากอุจจาระยังเป็นปัญหาและมักถูกเรียกว่า eDNA ^{[ 22 ]}การแยกแยะระหว่างทั้งสองมีความสำคัญ เนื่องจาก DNA ของชุมชนบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตในเวลาและสถานที่ที่เฉพาะเจาะจง ในขณะที่ eDNA อาจมาจากสถานที่ที่แตกต่างกัน จากอุจจาระของสัตว์ผู้ล่า หรือจากการมีอยู่ในอดีต อย่างไรก็ตาม การแยกแยะนี้มักเป็นไปไม่ได้^{[ 29 ] [ 22 ]}อย่างไรก็ตาม eDNA สามารถจำแนกได้อย่างคร่าวๆ ว่ารวมถึงหลายภาคส่วนของการวิจัยความหลากหลายทางชีวภาพของ DNA รวมถึงการวิเคราะห์อุจจาระและตัวอย่างจำนวนมากเมื่อสามารถนำไปใช้กับการวิจัยความหลากหลายทางชีวภาพและการวิเคราะห์ระบบนิเวศได้^{[ 6 ]}

แนวคิดของ selfDNA มาจากการค้นพบของนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเนเปิลส์ เฟเดริโกที่ 2 ^ซึ่งรายงานไว้ในวารสารNew Phytologist ในปี 2015 [ ^{30 ]}เกี่ยวกับผลยับยั้งตัวเองของDNA นอกเซลล์ในพืช^{[ 31 ]}แต่ยังรวมถึงในแบคทีเรีย เชื้อรา สาหร่าย พืชโปรโตซัวและแมลง ด้วย ^{[ 32 ]}แหล่งที่มาของ DNA นอกเซลล์ดังกล่าวในสิ่งแวดล้อมนั้นคาดว่าจะเป็นเศษซากพืชแต่ยังรวมถึงแหล่งอื่นๆ ในระบบนิเวศและสิ่งมีชีวิตต่างๆ ด้วย โดยขนาดของชิ้นส่วน DNA ที่แสดงให้เห็นในการทดลองว่ามีผลยับยั้งต่อสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันนั้นโดยทั่วไปจะมีขนาดระหว่าง 200 ถึง 500 คู่เบส ปรากฏการณ์ selfDNA ถูกตั้งสมมติฐานว่าขับเคลื่อนปฏิสัมพันธ์ทางนิเวศวิทยาและถูกควบคุมโดยกลไกของรูปแบบโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับความเสียหาย (DAMPs) ^{[ 33 ] [ 34 ]}และมีศักยภาพในการพัฒนาการใช้งานด้านการฆ่าเชื้อ^{[ 35 ]}

• 
  การประยุกต์ใช้เมตาบาร์โค้ดดีเอ็นเอสิ่งแวดล้อมในระบบนิเวศทางน้ำและทางบก ^{[ 6 ]}

ภายในปี 2019 วิธีการวิจัย eDNA ได้ขยายขอบเขตออกไปเพื่อให้สามารถประเมินชุมชนทั้งหมดจากตัวอย่างเดียวได้ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการทำเมตาบาร์โค้ดดิ้งซึ่งสามารถกำหนดได้อย่างแม่นยำว่าเป็นการใช้ ไพรเมอร์ ปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส (PCR) ทั่วไปหรือสากลกับตัวอย่าง DNA ผสมจากแหล่งกำเนิดใดๆ ตามด้วยการจัดลำดับรุ่นต่อไปที่มีความเร็วสูง (NGS) เพื่อกำหนดองค์ประกอบของสปี ชีส์ ในตัวอย่าง วิธีนี้เป็นที่นิยมในจุลชีววิทยามานานหลายปีแล้ว แต่เพิ่งจะเริ่มเป็นที่ยอมรับในการประเมินสิ่งมีชีวิตขนาด ใหญ่ ^{[ 36 ] [ 26 ] [ 29 ] [ 22 ]}การประยุกต์ใช้เมตาบาร์โค้ดดิ้ง eDNA ในระบบนิเวศโดยรวมมีศักยภาพไม่เพียงแต่จะอธิบายชุมชนและความหลากหลายทางชีวภาพเท่านั้น แต่ยังสามารถตรวจจับปฏิสัมพันธ์และนิเวศวิทยาเชิงหน้าที่ในระดับพื้นที่ขนาดใหญ่ได้อีกด้วย^{[ 37 ]}แม้ว่าอาจมีข้อจำกัดจากการอ่านค่าผิดพลาดเนื่องจากการปนเปื้อนหรือข้อผิดพลาดอื่นๆ^{[ 36 ] [ 7 ] [ 38 ] [ 29 ] [ 21 ]}โดยรวมแล้ว eDNA metabarcoding ช่วยเพิ่มความเร็ว ความแม่นยำ และการระบุตัวตนได้ดีกว่า barcoding แบบดั้งเดิม และลดต้นทุน แต่จำเป็นต้องมีการกำหนดมาตรฐานและรวมเข้าด้วยกัน โดยบูรณาการอนุกรมวิธานและวิธีการทางโมเลกุลสำหรับการศึกษาเชิงนิเวศวิทยาอย่างเต็มรูปแบบ^{[ 26 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 21 ] [ 6 ] [ 42 ]}

eDNA metabarcoding มีการประยุกต์ใช้ในการตรวจสอบความหลากหลายทางชีวภาพในทุกแหล่งที่อยู่อาศัยและกลุ่มอนุกรมวิธาน การสร้างระบบนิเวศโบราณขึ้นใหม่ปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชและแมลงผสมเกสรการวิเคราะห์อาหาร การตรวจจับชนิดพันธุ์รุกราน การตอบสนองต่อมลพิษ และการตรวจสอบคุณภาพอากาศ eDNA metabarcoding เป็นวิธีการเฉพาะที่ยังอยู่ระหว่างการพัฒนาและน่าจะยังคงมีการเปลี่ยนแปลงต่อไปอีกระยะหนึ่งเนื่องจากเทคโนโลยีมีความก้าวหน้าและขั้นตอนต่างๆ ได้รับการกำหนดมาตรฐาน อย่างไรก็ตาม เมื่อ metabarcoding ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมและมีการใช้งานอย่างแพร่หลายมากขึ้น ก็มีแนวโน้มที่จะกลายเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการตรวจสอบทางนิเวศวิทยาและการศึกษาการอนุรักษ์ระดับโลก^{[ 6 ]}

• 
  พลวัตของดีเอ็นเอโบราณ^{[ 43 ]}

ดีเอ็นเอภายนอกเซลล์ บางครั้งเรียกว่าดีเอ็นเอตกค้าง คือดีเอ็นเอจากจุลินทรีย์ที่ตายแล้ว ดีเอ็นเอภายนอกเซลล์เปลือย (eDNA) ซึ่งส่วนใหญ่ถูกปล่อยออกมาจากการตายของเซลล์นั้น มีอยู่ทั่วไปในสิ่งแวดล้อม ความเข้มข้นในดินอาจสูงถึง 2 μg/L และความเข้มข้นในสภาพแวดล้อมทางน้ำตามธรรมชาติอาจสูงถึง 88 μg/L ^{[ 44 ]}มีการเสนอหน้าที่ที่เป็นไปได้ต่างๆ ของ eDNA ได้แก่ อาจเกี่ยวข้องกับการถ่ายทอดยีนในแนวนอน^{[ 45 ]}อาจให้สารอาหาร^{[ 46 ]}และอาจทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์เพื่อดึงดูดหรือปรับสมดุลไอออนหรือยาปฏิชีวนะ^{[ 47 ]} ดีเอ็นเอภายนอกเซลล์ ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบของเมทริกซ์ภายนอกเซลล์ที่มีฟังก์ชันในไบโอฟิล์มของแบคทีเรียหลายชนิด อาจทำหน้าที่เป็นปัจจัยการรับรู้เพื่อควบคุมการยึดเกาะและการกระจายตัวของเซลล์ชนิดเฉพาะในไบโอฟิล์ม^{[ 48 ]}อาจมีส่วนช่วยในการสร้างไบโอฟิล์ม^{[ 49 ]}และอาจมีส่วนช่วยในความแข็งแรงทางกายภาพและความต้านทานต่อความเครียดทางชีวภาพของไบโอฟิล์ม^{[ 50 ]}

ภายใต้ชื่อ DNA สิ่งแวดล้อม eDNA ได้รับการใช้งานเพิ่มมากขึ้นในวิทยาศาสตร์ธรรมชาติในฐานะเครื่องมือสำรวจทางนิเวศวิทยาการติดตามการเคลื่อนไหวและการปรากฏตัวของสายพันธุ์ในน้ำ อากาศ หรือบนบก และการประเมินความหลากหลายทางชีวภาพของพื้นที่^{[ 51 ] [ 52 ]}

ในแผนภาพด้านขวา ปริมาณ DNA ที่เหลืออยู่ในสภาพแวดล้อมของจุลินทรีย์ถูกกำหนดโดยปัจจัยนำเข้าที่เกี่ยวข้องกับการตายของสิ่งมีชีวิตที่มีชีวิตซึ่งมี DNA ที่สมบูรณ์ และโดยการสูญเสียที่เกี่ยวข้องกับการเสื่อมสภาพของ DNA ที่เหลืออยู่ หากความหลากหลายของลำดับที่อยู่ในกลุ่ม DNA ที่เหลืออยู่แตกต่างจากกลุ่ม DNA ที่สมบูรณ์มากพอ DNA ที่เหลืออยู่อาจทำให้การประมาณค่าความหลากหลายทางชีวภาพของจุลินทรีย์คลาดเคลื่อน (ดังที่แสดงโดยกล่องสีต่างๆ) เมื่อสุ่มตัวอย่างจากกลุ่ม DNA ทั้งหมด (สมบูรณ์ + ที่เหลืออยู่) ^{[ 43 ]}ข้อมูลมาตรฐานเกี่ยวกับโครงการริเริ่ม (STARDIT) ได้รับการเสนอให้เป็นวิธีหนึ่งในการกำหนดมาตรฐานทั้งข้อมูลเกี่ยวกับการสุ่มตัวอย่างและวิธีการวิเคราะห์ ตลอดจนความสัมพันธ์ทางอนุกรมวิธานและออนโทโลยี^{[ 53 ]}

• วิธีการทางจีโนมิกส์ทางทะเลทั้งในยุคปัจจุบันและยุคโบราณ
• 
  (a) เมตาบาร์โค้ดดิ้งคือการขยายและการวิเคราะห์ชิ้นส่วน DNA ที่มีขนาดเท่ากันจากสารสกัด DNA ทั้งหมด (b) เมตาจีโนมิกส์คือการสกัด การขยาย และการวิเคราะห์ชิ้นส่วน DNA ทั้งหมดโดยไม่คำนึงถึงขนาด (c) การจับเป้าหมาย อธิบายถึงการเพิ่มความเข้มข้นและการวิเคราะห์ชิ้นส่วน DNA เฉพาะ (ที่เลือก) โดยไม่คำนึงถึงขนาดจากสารสกัด DNA ทั้งหมด^{[ 54 ]}

ความสำคัญของการวิเคราะห์ eDNA มาจากการตระหนักถึงข้อจำกัดของการศึกษา โดยใช้ การเพาะเลี้ยง^{[ 7 ]}สิ่งมีชีวิตได้ปรับตัวให้เจริญเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติที่เฉพาะเจาะจง แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะพยายามจำลองสภาพแวดล้อมเหล่านี้ แต่จุลินทรีย์หลายชนิดไม่สามารถแยกออกมาเพาะเลี้ยงในห้องปฏิบัติการได้^{[ 9 ]}การวิเคราะห์เวอร์ชันแรกสุดเริ่มต้นด้วย ribosomal RNA ( rRNA ) ในจุลินทรีย์เพื่อทำความเข้าใจจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยได้ดียิ่งขึ้น^{[ 55 ]}องค์ประกอบทางพันธุกรรมของจุลินทรีย์บางชนิดสามารถเข้าถึงได้ผ่านการวิเคราะห์ eDNA เท่านั้น เทคนิคการวิเคราะห์ eDNA ถูกนำมาใช้ครั้งแรกกับตะกอนบนบกทำให้ได้ DNA จากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นก แมลง และพืชทั้งที่สูญพันธุ์ไปแล้วและที่ยังมีชีวิตอยู่^{[ 56 ]}ตัวอย่างที่สกัดจากตะกอนบนบกเหล่านี้มักถูกเรียกว่า 'DNA โบราณจากตะกอน' ( seda DNA หรือdirt DNA) ^{[ 57 ]}การวิเคราะห์ eDNA ยังสามารถใช้เพื่อศึกษาชุมชนป่าในปัจจุบัน ซึ่งรวมถึงทุกสิ่งตั้งแต่ นกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ไปจนถึง เชื้อรา และ หนอน^{[ 9 ]}สามารถเก็บตัวอย่างได้จากดิน อุจจาระ 'DNA จากการกัด' จากใบไม้ที่ถูกกัด พืชและใบไม้ที่สัตว์เคยอาศัยอยู่ และจากเลือดที่ยุงที่ถูกจับกิน ซึ่งอาจกินเลือดจากสัตว์ใดๆ ในบริเวณนั้น^{[ 58 ]}บางวิธีอาจพยายามจับเซลล์ด้วยกับดักขนและกระดาษทรายในพื้นที่ที่สัตว์เป้าหมายมักผ่านไป

ต่อมา sedaDNA ถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาความหลากหลายของสัตว์โบราณและได้รับการยืนยันโดยใช้บันทึกฟอสซิลที่รู้จักในตะกอนน้ำ^{[ 9 ]} ตะกอนน้ำขาดออกซิเจนจึงช่วยปกป้อง DNA จากการเสื่อมสภาพ^{[ 9 ]}นอกเหนือจากการศึกษาโบราณแล้ว วิธีนี้ยังสามารถใช้ในการทำความเข้าใจความหลากหลายของสัตว์ในปัจจุบันด้วยความไวที่ค่อนข้างสูง ในขณะที่ตัวอย่างน้ำทั่วไปอาจมี DNA เสื่อมสภาพค่อนข้างเร็ว แต่ตัวอย่างตะกอนน้ำอาจมี DNA ที่มีประโยชน์ได้นานถึงสองเดือนหลังจากที่สายพันธุ์นั้นปรากฏอยู่^{[ 59 ]}ปัญหาหนึ่งของตะกอนน้ำคือไม่ทราบว่าสิ่งมีชีวิตฝาก eDNA ไว้ที่ใด เนื่องจากมันอาจเคลื่อนที่ไปในคอลัมน์น้ำ

• 
  เรือขุดเจาะเก็บแกนตะกอนเพื่อวิเคราะห์ sedaDNA และองค์ประกอบชุมชนทางทะเลในอดีตตามสมมติฐาน ^{[ 54 ]}
• 
  การเจาะแกนตะกอนน้ำใต้ธารน้ำแข็งอย่างต่อเนื่อง ^{[ 60 ]}

การศึกษา eDNA ในมวลน้ำสามารถบ่งชี้องค์ประกอบของชุมชนในแหล่งน้ำได้ ก่อนที่จะมี eDNA วิธีหลักในการศึกษาความหลากหลายของแหล่งน้ำเปิดคือการใช้การจับปลาด้วยไฟฟ้า การใช้อวน และการดักจับ^{[ 10 ]}วิธีนี้มีประสิทธิภาพเนื่องจากค่า pHของน้ำไม่ส่งผลกระทบต่อ DNA มากเท่าที่เคยคิดไว้ และความไวสามารถเพิ่มขึ้นได้ค่อนข้างง่าย^{[ 10 ] [ 61 ]}ความไวคือความน่าจะเป็นที่เครื่องหมาย DNA จะปรากฏอยู่ในน้ำที่เก็บตัวอย่าง และสามารถเพิ่มได้ง่ายๆ โดยการเก็บตัวอย่างมากขึ้น มีตัวอย่างขนาดใหญ่ขึ้น และเพิ่มPCR [ ^{61 ]} eDNA เสื่อมสภาพค่อนข้างเร็วในมวลน้ำ ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างมากในการศึกษาการอนุรักษ์ระยะสั้น เช่น การระบุชนิดของสิ่งมีชีวิตที่มี^{อยู่[ 9 ]}

นักวิจัยที่Experimental Lakes Areaในออนแทรีโอ ประเทศแคนาดาและมหาวิทยาลัย McGillพบว่าการกระจายตัวของ eDNA สะท้อนถึงการแบ่งชั้นของทะเลสาบ^{[ 62 ]}เมื่อฤดูกาลและอุณหภูมิน้ำเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของน้ำก็เปลี่ยนแปลงไปด้วย ทำให้เกิดชั้นที่แตกต่างกันในทะเลสาบ ขนาดเล็ก ในเขตหนาว ในช่วงฤดูร้อนและฤดูหนาว ชั้นเหล่านี้จะ ผสมกันในช่วงฤดูใบไม้ผลิและฤดูใบไม้ร่วง^{[ 63 ]} การใช้ แหล่งที่อยู่อาศัยของปลาสัมพันธ์กับการแบ่งชั้น (เช่น ปลาที่อาศัยอยู่ในน้ำเย็นอย่างปลาเทราต์ทะเลสาบจะอยู่ในน้ำเย็น) และการกระจายตัวของ eDNA ก็เช่นกัน ดังที่นักวิจัยเหล่านี้พบ^{[ 62 ]}

eDNA สามารถใช้ในการตรวจสอบสายพันธุ์ได้ตลอดทั้งปีและมีประโยชน์อย่างมากในการตรวจสอบการอนุรักษ์^{[ 19 ] [ 64 ] [ 65 ]}การวิเคราะห์ eDNA ประสบความสำเร็จในการระบุอนุกรมวิธานที่แตกต่างกันมากมายจากพืชน้ำ^{[ 66 ]}สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในน้ำ^{[ 24 ] [ 19 ]}ปลา^{[ 36 ] [ 65 ]}หอยแมลงภู่^{[ 64 ]} เชื้อรา^{[ 67 ] [ 68 ]}และแม้แต่ปรสิต^{[ 69 ] [ 55 ]} eDNA ถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาสายพันธุ์โดยลดปฏิสัมพันธ์ของมนุษย์ที่ก่อให้เกิดความเครียดให้น้อยที่สุด ทำให้นักวิจัยสามารถตรวจสอบการปรากฏตัวของสายพันธุ์ในระดับพื้นที่ขนาดใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น^{[ 70 ] [ 71 ]}การใช้งานที่แพร่หลายที่สุดในการวิจัยในปัจจุบันคือการใช้ eDNA เพื่อศึกษาตำแหน่งของสายพันธุ์ที่เสี่ยงต่อการสูญพันธุ์ สายพันธุ์รุกราน และสายพันธุ์สำคัญในทุกสภาพแวดล้อม^{[ 70 ]} eDNA มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการศึกษาสายพันธุ์ที่มีประชากรน้อย เนื่องจาก eDNA มีความไวเพียงพอที่จะยืนยันการมีอยู่ของสายพันธุ์โดยใช้ความพยายามในการเก็บข้อมูลค่อนข้างน้อย ซึ่งมักจะทำได้ด้วยตัวอย่างดินหรือตัวอย่างน้ำ^{[ 7 ] [ 70 ]} eDNA อาศัยประสิทธิภาพของการจัดลำดับและการวิเคราะห์จีโนม รวมถึงวิธีการสำรวจที่ใช้ ซึ่งมีประสิทธิภาพและราคาถูกลงเรื่อยๆ^{[ 72 ]}การศึกษาบางชิ้นแสดงให้เห็นว่า eDNA ที่เก็บตัวอย่างจากลำธารและสภาพแวดล้อมชายฝั่งจะสลายตัวจนตรวจไม่พบภายในเวลาประมาณ 48 ชั่วโมง^{[ 73 ] [ 74 ]}

ดีเอ็นเอสิ่งแวดล้อมสามารถนำมาใช้เป็นเครื่องมือในการตรวจจับสิ่งมีชีวิตที่มีจำนวนน้อยได้ทั้งในรูปแบบแอคทีฟและพาสซีฟ การสำรวจ eDNA แบบแอคทีฟมุ่งเป้าไปที่สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดหรือกลุ่มของสิ่งมีชีวิตเพื่อการตรวจจับโดยใช้PCR แบบเรียลไทม์เชิงปริมาณที่มีความไวสูงและจำเพาะต่อสิ่งมีชีวิต ^{[ 75 ] [ 76 ]}หรือเครื่องหมายPCR แบบหยดดิจิทัล^{[ 77 ]}วิธีการ CRISPR-Cas ยังถูกนำมาใช้ในการตรวจจับสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวจาก eDNA ^{[ 78 ]} โดยใช้ เอนไซม์ Cas12a และช่วยให้มีความจำเพาะมากขึ้นในการตรวจจับสิ่งมีชีวิตที่อยู่ร่วมกัน การสำรวจ eDNA แบบพาสซีฟใช้การจัดลำดับดีเอ็นเอแบบขนานจำนวนมากเพื่อขยายโมเลกุล eDNA ทั้งหมดในตัวอย่างโดยไม่มีเป้าหมายที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ทำให้ได้หลักฐานดีเอ็นเอที่ครอบคลุมเกี่ยวกับองค์ประกอบของชุมชนสิ่งมีชีวิต^{[ 79 ]}

• ความแตกต่างของกลุ่มแมลงและสัตว์ขาปล้องตามชนิดของพืช
• 
  แผนภาพสองส่วนสำหรับยีน COIแสดงให้เห็นว่าแต่ละวงศ์ของอาร์โทรพอดได้มาจากพืชชนิดใด ชื่อพืช: Angeli ( Angelica archangelica ), Centau ( Centaurea jacea ), Daucus ( Daucus carota ), Echium ( Echium vulgare ), Eupato ( Eupatorium cannabinum ), Solida ( Solidago canadensis ), Tanace ( Tanacetum vulgare ) ^{[ 1 ]}

สัตว์ขาปล้องบนบกกำลังประสบกับภาวะลดจำนวนลงอย่างมากในยุโรปและทั่วโลก^{[ 80 ] [ 81 ] [ 82 ] [ 83 ]}แม้ว่าจะมีเพียงส่วนน้อยของสายพันธุ์เท่านั้นที่ได้รับการประเมิน และแมลงส่วนใหญ่ยังไม่ได้รับการอธิบายทางวิทยาศาสตร์^{[ 84 ]}ตัวอย่างเช่น ระบบนิเวศทุ่งหญ้าเป็นที่อยู่อาศัยของกลุ่มอนุกรมวิธานและหน้าที่ที่หลากหลายของสัตว์ขาปล้อง บนบก เช่นแมลงผสมเกสร แมลง กินพืชและสัตว์นักล่า ซึ่งใช้น้ำหวานและละอองเกสรเป็นแหล่งอาหาร และใช้เนื้อเยื่อลำต้นและใบเป็นอาหารและการเจริญเติบโต ชุมชนเหล่านี้เป็นที่อยู่อาศัยของสายพันธุ์ที่ใกล้สูญพันธุ์เนื่องจากแหล่งที่อยู่อาศัย หลายแห่ง ได้หายไปหรือกำลังถูกคุกคามอย่างมาก^{[ 85 ] [ 86 ]}ดังนั้นจึงมีความพยายามอย่างกว้างขวางในการฟื้นฟูระบบนิเวศทุ่งหญ้าของยุโรปและอนุรักษ์ความหลากหลายทางชีวภาพ [ ^{87 ] ตัวอย่าง}เช่น แมลงผสมเกสร เช่น ผึ้งและผีเสื้อ เป็นกลุ่มนิเวศวิทยาที่สำคัญซึ่งประสบกับภาวะลดจำนวนลงอย่างรุนแรงในยุโรป ซึ่งบ่งชี้ถึงการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพของทุ่งหญ้าอย่างมาก^{[ 88 ] [ 89 ] [ 90 ] [ 91 ]}พืชดอกส่วนใหญ่ได้รับการผสมเกสรโดยแมลงและสัตว์อื่นๆ ทั้งในเขตอบอุ่นและเขตร้อน^{[ 92 ]}แมลงส่วนใหญ่เป็นสัตว์กินพืช กินส่วนต่างๆ ของพืช และส่วนใหญ่เป็นผู้เชี่ยวชาญ โดยอาศัยพืชเพียงชนิดเดียวหรือสองสามชนิดเป็นแหล่งอาหารหลัก^{[ 93 ]}อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาจากช่องว่างของความรู้เกี่ยวกับแมลงที่มีอยู่ และข้อเท็จจริงที่ว่าแมลงส่วนใหญ่ยังไม่ได้รับการอธิบาย จึงเห็นได้ชัดว่าสำหรับพืชส่วนใหญ่ในโลก มีความรู้จำกัดเกี่ยวกับชุมชนสัตว์ขาปล้องที่อาศัยอยู่และมีปฏิสัมพันธ์กับพืชเหล่านั้น^{[ 1 ]}

โดยทั่วไปแล้ว ชุมชนสัตว์ขาปล้องบนบกจะถูกเก็บรวบรวมและศึกษาโดยใช้วิธีการต่างๆ เช่น กับดักมาเลสและกับดักหลุมซึ่งมีประสิทธิภาพสูงแต่ค่อนข้างยุ่งยากและอาจเป็นการรุกราน ในบางกรณี เทคนิคเหล่านี้ไม่สามารถทำการสำรวจที่มีประสิทธิภาพและได้มาตรฐานได้ เนื่องจากตัวอย่างเช่นความยืดหยุ่นของฟีโนไทป์ชนิดพันธุ์ที่ใกล้เคียงกัน และความยากลำบากในการระบุระยะตัวอ่อน นอกจากนี้ การระบุ ทางสัณฐานวิทยายังขึ้นอยู่กับ ความเชี่ยวชาญ ทางอนุกรมวิธาน โดยตรง ซึ่งกำลังลดลง^{[ 94 ] [ 95 ] [ 96 ]}ข้อจำกัดทั้งหมดของการตรวจสอบความหลากหลายทางชีวภาพแบบดั้งเดิมได้สร้างความต้องการวิธีการทางเลือก ในขณะเดียวกัน ความก้าวหน้าใน เทคโนโลยี การจัดลำดับดีเอ็นเอได้ให้วิธีการใหม่ๆ ในการได้มาซึ่งข้อมูลทางชีวภาพอย่างต่อเนื่อง^{[ 7 ] [ 97 ] [ 29 ] [ 9 ]}ดังนั้น จึงมีการเสนอวิธีการทางโมเลกุลใหม่ๆ หลายวิธีเมื่อเร็วๆ นี้ เพื่อให้ได้ข้อมูลที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพเกี่ยวกับชุมชนสัตว์ขาปล้องและปฏิสัมพันธ์ของพวกมันผ่านเทคนิคทางพันธุกรรมที่ไม่รุกราน ซึ่งรวมถึงการสกัด DNA จากแหล่งต่างๆ เช่น ตัวอย่างจำนวนมากหรือซุปแมลง^{[ 98 ] [ 99 ] [ 100 ] [ 101 ]}ร่องรอยการกัดกินใบไม้^{[ 102 ]}ใยแมงมุม^{[ 103 ]} ของเหลวจากพืชหม้อข้าวหม้อแกงลิง^{[ 104 ]}ตัวอย่างสิ่งแวดล้อม เช่น ดิน น้ำ อากาศ และแม้แต่ดอกไม้ทั้งดอก (DNA สิ่งแวดล้อม [eDNA]) ^{[ 105 ] [ 106 ] [ 107 ] [ 9 ] [ 108 ]}การระบุพืชอาศัยและอาหารของสัตว์ผู้ล่าจากสารสกัด DNA ของแมลง^{[ 109 ] [ 110 ]}และมูลของสัตว์ผู้ล่าจากค้างคาว^{[ 111 ] [ 112 ]}เมื่อเร็วๆ นี้ DNA จากละอองเรณูที่ติดอยู่กับแมลงยังถูกนำมาใช้เพื่อดึงข้อมูลเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชและแมลงผสมเกสร^อีกด้วย^{[ 113 ] [ 114 ]}การศึกษาล่าสุดจำนวนมากอาศัยเมตาบาร์โค้ดดีเอ็นเอ ซึ่งเป็นการจัดลำดับแอมพลิคอนPCR ที่มีความเร็วสูง โดยใช้ไพรเมอร์ทั่วไป^{[ 115 ] [ 106 ] [ 1 ]}

• 
  แมวป่าลิงซ์แคนาดา
• 
  รอยเท้าของแมวป่าแคนาดาบนหิมะ

นักวิจัยสัตว์ป่าในพื้นที่ที่มีหิมะยังใช้ตัวอย่างหิมะเพื่อรวบรวมและสกัดข้อมูลทางพันธุกรรมเกี่ยวกับสายพันธุ์ที่สนใจ ดีเอ็นเอจากตัวอย่างรอยเท้าบนหิมะถูกนำมาใช้เพื่อยืนยันการมีอยู่ของสายพันธุ์ที่หายากและหลบซ่อนตัวได้ยาก เช่น หมีขั้วโลก สุนัขจิ้งจอกอาร์กติก ลิงซ์ วูล์ฟเวอรีน และฟิชเชอร์^{[ 116 ] [ 117 ] [ 118 ] [ 119 ]}

ในปี 2021 นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าสามารถเก็บ eDNA จากอากาศและใช้ในการระบุสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้^{[ 120 ] [ 121 ] [ 122 ] [ 123 ]}ในปี 2023 นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาโพรบเก็บตัวอย่างเฉพาะและสำรวจทางอากาศเพื่อประเมินความหลากหลายทางชีวภาพของสิ่งมีชีวิตหลายกลุ่ม รวมถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม โดยใช้ eDNA จากอากาศ^{[ 124 ]}

ดีเอ็นเอสิ่งแวดล้อมในอากาศ (airDNA) ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเครื่องมือที่ใช้งานได้จริงสำหรับการสำรวจสัตว์มีกระดูกสันหลังบนบก แม้ในสภาพแวดล้อมป่าเขตร้อนที่ซับซ้อน การศึกษาในปี 2026 ในมาดากัสการ์แสดงให้เห็นว่าการเก็บตัวอย่าง airDNA โดยใช้ปั๊มที่ใช้พลังงานแบตเตอรี่เพื่อกรองอากาศปริมาณมาก สามารถตรวจพบสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้อย่างสม่ำเสมอทั่วภูมิทัศน์ป่าที่แตกเป็นส่วน ๆ และแสดงให้เห็นถึงการลดลงของความหลากหลายที่คาดไว้ตามระดับการแตกเป็นส่วน ๆ^{[ 125 ]}แม้ว่า airDNA จะตรวจพบกลุ่มสิ่งมีชีวิตได้น้อยกว่าดีเอ็นเอที่ได้จากสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (iDNA) แต่ก็พิสูจน์แล้วว่ามีความน่าเชื่อถือในการใช้งานมากกว่าในสภาพสนาม และสามารถระบุชนิดพันธุ์เฉพาะถิ่นและชนิดพันธุ์ที่ใกล้สูญพันธุ์ได้สำเร็จ ซึ่งเน้นย้ำถึงคุณค่าที่เพิ่มขึ้นในฐานะวิธีการที่ไม่รุกรานสำหรับการตรวจสอบสัตว์ป่าในถิ่นที่อยู่อาศัยที่ห่างไกลหรือเข้าถึงยาก^{[ 125 ]}

การจัดการ ประมงเชิงพาณิชย์ ที่ประสบความสำเร็จนั้นอาศัยการสำรวจที่เป็นมาตรฐานเพื่อประเมินปริมาณและการกระจายตัวของประชากรปลา ปลาค็อดแอตแลนติก ( Gadus morhua ) เป็นตัวอย่างที่โดดเด่นที่แสดงให้เห็นว่าข้อมูลที่จำกัดไม่ดีและการตัดสินใจที่ขาดข้อมูลสามารถส่งผลให้ประชากรปลาลดลงอย่างร้ายแรงและก่อให้เกิดปัญหาทางเศรษฐกิจและสังคมตามมา^{[ 127 ]} การประเมินประชากร ปลาหน้าดินแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่อาศัย การสำรวจ ด้วยอวนลากซึ่งให้ข้อมูลที่มีค่าแก่ผู้มีอำนาจตัดสินใจ^{[ 128 ]}อย่างไรก็ตาม การสำรวจด้วยอวนลากหน้าดินมีข้อเสียที่สำคัญบางประการ ได้แก่ ต้นทุน^{[ 129 ]}การเลือกจับ/ความสามารถในการจับของอุปกรณ์^{[ 130 ]}การทำลายถิ่นที่อยู่^{[ 131 ]}และพื้นที่ครอบคลุมที่จำกัด (เช่น สภาพแวดล้อมพื้นทะเลที่เป็นพื้นผิวแข็ง พื้นที่คุ้มครองทางทะเล) ^{[ 132 ]}

ดีเอ็นเอสิ่งแวดล้อม (eDNA) ได้กลายเป็นทางเลือกที่มีศักยภาพในการศึกษาพลวัตของระบบนิเวศ การสูญเสียและการหลุดร่วงของสารพันธุกรรมจากสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่อย่างต่อเนื่องทำให้เกิดร่องรอยโมเลกุลในตัวอย่างสิ่งแวดล้อม ซึ่งสามารถนำมาวิเคราะห์เพื่อระบุการมีอยู่ของสายพันธุ์เป้าหมายที่เฉพาะเจาะจง ^{[ 15 ] [ 133 ]}หรือเพื่อจำแนกลักษณะความหลากหลายทางชีวภาพ^{[ 134 ] [ 135 ]}การผสมผสานระหว่างการจัดลำดับรุ่นต่อไปและการสุ่มตัวอย่าง eDNA ได้ถูกนำไปใช้ในระบบน้ำอย่างประสบความสำเร็จเพื่อบันทึกรูปแบบเชิงพื้นที่และเวลาในความหลากหลายของสัตว์น้ำ^{[ 136 ] [ 137 ] [ 138 ] [ 139 ]}เพื่อพัฒนาประโยชน์ของ eDNA สำหรับการจัดการประมงต่อไป การทำความเข้าใจความสามารถของปริมาณ eDNA ในการสะท้อนมวลชีวภาพของปลาในมหาสมุทรเป็นขั้นตอนสำคัญต่อไป^{[ 132 ]}

ความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างปริมาณ eDNA และชีวมวลและความอุดมสมบูรณ์ของปลาได้รับการพิสูจน์แล้วในระบบทดลอง^{[ 140 ] [ 141 ] [ 142 ]}อย่างไรก็ตาม คาดว่าความแปรผันที่ทราบกันดีระหว่างอัตราการผลิต eDNA ^{[ 143 ] [ 144 ]}และการย่อยสลาย ^{[ 145 ] [ 146 ] [ 147 ] [ 148 ]}จะทำให้ความสัมพันธ์เหล่านี้ซับซ้อนขึ้นในระบบธรรมชาติ ยิ่งไปกว่านั้น ในระบบมหาสมุทร ปริมาณที่อยู่อาศัยขนาดใหญ่และกระแสน้ำที่แรงมีแนวโน้มที่จะส่งผลให้เกิดการกระจายตัวทางกายภาพของชิ้นส่วน DNA ออกไปจากสิ่งมีชีวิตเป้าหมาย^{[ 149 ]}ปัจจัยรบกวนเหล่านี้ได้รับการพิจารณาก่อนหน้านี้ว่าเป็นข้อจำกัดในการประยุกต์ใช้การตรวจสอบ eDNA เชิงปริมาณในสภาพแวดล้อมทางทะเล^{[ 149 ] [ 132 ]}

แม้จะมีข้อจำกัดที่อาจเกิดขึ้นเหล่านี้ การศึกษาจำนวนมากในสภาพแวดล้อมทางทะเลพบความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างปริมาณ eDNA และความพยายามในการสำรวจเสริม รวมถึงการติดแท็กวิทยุ^{[ 150 ]}การสำรวจด้วยสายตา^{[ 139 ] [ 151 ]}การวัดความลึกด้วยคลื่นเสียง ^{[ 152 ]}และการสำรวจด้วยอวนลาก^{[ 138 ] [ 153 ]}อย่างไรก็ตาม การศึกษาที่วัดปริมาณความเข้มข้นของ eDNA เป้าหมายของปลาเชิงพาณิชย์ด้วยการสำรวจด้วยอวนลากแบบมาตรฐานในสภาพแวดล้อมทางทะเลนั้นมีน้อยมาก^{[ 153 ]}

ในบริบทนี้ การเปรียบเทียบโดยตรงระหว่างความเข้มข้นของ eDNA กับชีวมวลและตัวชี้วัดการประเมินสต็อก เช่น ปริมาณการจับต่อหน่วยความพยายาม (CPUE) เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อทำความเข้าใจถึงการประยุกต์ใช้การตรวจสอบ eDNA เพื่อสนับสนุนความพยายามในการจัดการประมง^{[ 132 ]}การศึกษาล่าสุดได้ขยายการประยุกต์ใช้เหล่านี้ โดยแสดงให้เห็นว่า eDNA สามารถบูรณาการเข้ากับดัชนีปลาในเขตปากแม่น้ำเพื่อการประเมินทางนิเวศวิทยา^{[ 154 ]}และใช้ในการจัดการประมงในสภาพแวดล้อมเขตร้อนซึ่งข้อมูลแบบดั้งเดิมมักมีจำกัด^{[ 25 ]}

• 
  เครือข่าย OTU (หน่วยอนุกรมวิธานปฏิบัติการ) ของกลุ่ม DNA นอกเซลล์จากตะกอนของขอบทวีปต่างๆ^{[ 155 ]}

ดีเอ็นเอภายนอกเซลล์ในตะกอนใต้ทะเลลึกเป็นแหล่งกักเก็บดีเอ็นเอที่ใหญ่ที่สุดในมหาสมุทรทั่วโลก^{[ 156 ]}แหล่งที่มาหลักของดีเอ็นเอภายนอกเซลล์ในระบบนิเวศดังกล่าว ได้แก่ การปล่อยดีเอ็นเอจากสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่บนพื้นทะเลที่ตายแล้ว และ/หรือกระบวนการอื่นๆ รวมถึงการแตกตัวของเซลล์เนื่องจากการติดเชื้อไวรัส การหลั่งและการขับถ่ายของเซลล์ที่มีชีวิต การสลายตัวของไวรัส และการป้อนจากแหล่งภายนอกในมวลน้ำ^{[ 156 ] [ 157 ] [ 158 ] [ 159 ]}การศึกษาก่อนหน้านี้ได้ให้หลักฐานว่าดีเอ็นเอภายนอกเซลล์ส่วนสำคัญสามารถหลีกเลี่ยงกระบวนการย่อยสลายและยังคงถูกเก็บรักษาไว้ในตะกอน^{[ 160 ] [ 161 ]}ดีเอ็นเอนี้อาจเป็นแหล่งเก็บข้อมูลทางพันธุกรรมที่บันทึกกระบวนการทางชีวภาพที่เกิดขึ้นตลอดเวลา^{[ 162 ] [ 163 ] [ 155 ]}

การตรวจสอบล่าสุดพบว่า DNA ที่ถูกเก็บรักษาไว้ในตะกอนทะเลมีลักษณะเฉพาะคือมีลำดับยีนที่หลากหลายจำนวนมาก^{[ 162 ] [ 163 ] [ 164 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่ง DNA นอกเซลล์ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างความหลากหลายของโปรคาริโอตและยูคาริโอตในอดีตในระบบนิเวศใต้ทะเลที่มีอุณหภูมิต่ำและ/หรือสภาวะขาดออกซิเจนอย่างถาวร^{[ 164 ] [ 165 ] [ 166 ] [ 167 ] [ 168 ] [ 155 ]}

แผนภาพทางด้านขวาแสดงเครือข่าย OTU ( หน่วยอนุกรมวิธานปฏิบัติการ ) ของกลุ่ม DNA นอกเซลล์จากตะกอนของขอบทวีปต่างๆ ขนาดของจุดภายในเครือข่ายเป็นสัดส่วนกับความอุดมสมบูรณ์ของลำดับสำหรับแต่ละ OTU จุดที่วงกลมสีแดงแสดงถึง OTU หลักนอกเซลล์ จุดที่วงกลมสีเหลืองแสดงถึง OTU ที่ใช้ร่วมกันบางส่วน (ระหว่างสองกลุ่มขึ้นไป) จุดที่วงกลมสีดำแสดงถึง OTU ที่เป็นเอกสิทธิ์เฉพาะของแต่ละกลุ่ม แสดง OTU หลักที่มีส่วนร่วมอย่างน้อย 20 ลำดับ ตัวเลขในวงเล็บแสดงถึงจำนวนการเชื่อมต่อระหว่าง OTU และตัวอย่าง: 1 สำหรับ OTU ที่เป็นเอกสิทธิ์เฉพาะ 2–3 สำหรับ OTU ที่ใช้ร่วมกันบางส่วน และ 4 สำหรับ OTU หลัก^{[ 155 ]}

การศึกษาก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่าการรักษา DNA อาจได้รับการสนับสนุนในระบบเบนทิกที่มีลักษณะเฉพาะคือการป้อนสารอินทรีย์และอัตราการตกตะกอนสูง เช่น ขอบทวีป^{[ 169 ] [ 170 ]}ระบบเหล่านี้ซึ่งคิดเป็นประมาณ 15% ของพื้นทะเลทั่วโลก ยังเป็นแหล่งรวมความหลากหลายของโปรคาริโอตเบนทิก^{[ 171 ] [ 172 ] [ 173 ]}ดังนั้นจึงอาจเป็นสถานที่ที่เหมาะสมที่สุดในการตรวจสอบความหลากหลายของโปรคาริโอตที่เก็บรักษาไว้ใน DNA นอกเซลล์^{[ 155 ]}

การกระจายตัวเชิงพื้นที่ของความหลากหลายของโปรคาริโอตได้รับการศึกษาอย่างเข้มข้นในระบบนิเวศใต้ทะเลลึก ^{[ 174 ] [ 175 ] [ 176 ] [ 177 ]}ผ่านการวิเคราะห์ "ดีเอ็นเอสิ่งแวดล้อม" (เช่น วัสดุพันธุกรรมที่ได้มาโดยตรงจากตัวอย่างสิ่งแวดล้อมโดยไม่มีสัญญาณที่ชัดเจนของวัสดุต้นกำเนิดทางชีวภาพ) ^{[ 9 ]}อย่างไรก็ตาม ขอบเขตที่ลำดับยีนที่อยู่ในดีเอ็นเอภายนอกเซลล์สามารถเปลี่ยนแปลงการประมาณค่าความหลากหลายของกลุ่มโปรคาริโอตในปัจจุบันยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด^{[ 178 ] [ 155 ]}

การวิเคราะห์ดีเอ็นเอโบราณที่เก็บรักษาไว้ในแหล่งเก็บข้อมูลต่างๆ ได้เปลี่ยนแปลงความเข้าใจเกี่ยวกับวิวัฒนาการของสายพันธุ์และระบบนิเวศ ในขณะที่การศึกษาก่อนหน้านี้มุ่งเน้นไปที่ดีเอ็นเอที่สกัดจากตัวอย่างที่มีข้อจำกัดทางอนุกรมวิธาน (เช่น กระดูกหรือเนื้อเยื่อแช่แข็ง) ความก้าวหน้าในการจัดลำดับแบบความเร็วสูงและชีวสารสนเทศศาสตร์ในปัจจุบันทำให้สามารถวิเคราะห์ดีเอ็นเอโบราณที่สกัดจากแหล่งเก็บข้อมูลตะกอนได้^{[ 179 ]}ซึ่งเรียกว่า sedaDNA การสะสมและการเก็บรักษา sedaDNA ที่ฝังอยู่ในตะกอนบนบกและในทะเลสาบได้รับการวิจัยและตีความอย่างจริงจัง^{[ 180 ]}อย่างไรก็ตาม การศึกษาการสะสมของดีเอ็นเอที่พื้นมหาสมุทรและการเก็บรักษาในตะกอนทางทะเลมีความซับซ้อนมากขึ้น เนื่องจากดีเอ็นเอต้องเดินทางผ่านคอลัมน์น้ำเป็นระยะทางหลายกิโลเมตร^{[ 181 ]}แตกต่างจากในสภาพแวดล้อมบนบกที่มีการขนส่งชีวมวลซากดึกดำบรรพ์จากแผ่นดินอย่างแพร่หลาย sedaDNA ในทะเลส่วนใหญ่มาจาก ชุมชน แพลงก์ตอนซึ่งส่วนใหญ่เป็นจุลินทรีย์ในทะเลและ โปรติ สต์ในทะเล^{[ 182 ]}หลังจากแพลงก์ตอนบนผิวน้ำตายลง ดีเอ็นเอของมันจะถูกขนส่งผ่านมวลน้ำ ซึ่งในระหว่างนั้นสารอินทรีย์ที่เกี่ยวข้องส่วนใหญ่จะถูกบริโภคและหายใจออกไป [ ^{183 ] การ}ขนส่งนี้อาจใช้เวลา 3 ถึง 12 วัน ขึ้นอยู่กับขนาดและรูปร่างของเปลือก^{[ 184 ]}อย่างไรก็ตาม ยังไม่ชัดเจนว่าดีเอ็นเอของแพลงก์ตอน (eDNA) ซึ่งนิยามว่าเป็นดีเอ็นเอทั้งหมดที่มีอยู่ในสิ่งแวดล้อมหลังจาก^{[ 185 ]}รอดพ้นจากการขนส่งนี้ได้อย่างไร การย่อยสลายหรือการขนส่งเกี่ยวข้องกับการคัดแยกหรือการเคลื่อนที่ ด้านข้าง หรือไม่ และสุดท้าย ดีเอ็นเอของแพลงก์ตอนที่มาถึงพื้นทะเลจะถูกเก็บรักษาไว้ในตะกอนทะเลโดยไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบเพิ่มเติมหรือไม่^{[ 186 ]}

แม้ว่าจะสัมผัสกับการเสื่อมสภาพเป็นเวลานานภายใต้ สภาวะที่ มีออกซิเจนในระหว่างการขนส่งในมวลน้ำ และความเข้มข้นของสารอินทรีย์บนพื้นทะเลที่ต่ำกว่ามาก แต่ก็มีหลักฐานว่า eDNA ของแพลงก์ตอนได้รับการเก็บรักษาไว้ในตะกอนทะเลและมีสัญญาณทางนิเวศวิทยาที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้^{[ 187 ]}การศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นถึงการเก็บรักษา sedaDNA ในตะกอนทะเลที่สะสมภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจนโดยมีปริมาณสารอินทรีย์ที่เก็บรักษาไว้สูงผิดปกติ^{[ 188 ]}แต่การตรวจสอบในภายหลังบ่งชี้ว่า sedaDNA สามารถสกัดได้จากตะกอนทะเลปกติซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยเศษหินหรือแร่ธาตุชีวภาพ^{[ 189 ] [ 190 ] [ 191 ]}นอกจากนี้ อุณหภูมิต่ำของน้ำทะเลลึก (0–4 °C) ยังช่วยให้ sedaDNA ได้รับการเก็บรักษาไว้อย่างดี^{[ 185 ] [ 187 ]}การใช้ฟอรามินิเฟอรา แพลงก์ตอน เป็น "ศิลาโรเซตตา" ซึ่งช่วยให้สามารถเปรียบเทียบลายเซ็น sedaDNA โดยใช้ซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ที่เกิดขึ้นร่วมกัน Morard และคณะได้แสดงให้เห็นในปี 2017 ว่าลายนิ้วมือของ eDNA แพลงก์ตอนที่มาถึงพื้นทะเลจะรักษาลายเซ็นทางนิเวศวิทยาของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ไว้ในระดับทางภูมิศาสตร์ขนาดใหญ่^{[ 188 ]}สิ่งนี้บ่งชี้ว่า eDNA ของชุมชนแพลงก์ตอนถูกสะสมลงบนพื้นทะเลด้านล่าง พร้อมกับกลุ่มก้อน โครงกระดูก และวัสดุแพลงก์ตอนอื่นๆ ที่จมลง หากเป็นเช่นนั้น sedaDNA ควรจะสามารถบันทึกลายเซ็นของอุทกศาสตร์ของมหาสมุทรผิวน้ำ ซึ่งส่งผลต่อองค์ประกอบของชุมชนแพลงก์ตอน ด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่เดียวกันกับซากโครงกระดูกของแพลงก์ตอน นอกจากนี้ หาก eDNA ของแพลงก์ตอนมาถึงพื้นทะเลโดยเกี่ยวข้องกับกลุ่มก้อนหรือเปลือกหอย ก็เป็นไปได้ว่ามันจะทนต่อการขนส่งผ่านมวลน้ำโดยการยึดติดบนพื้นผิวแร่ธาตุ กลไกเดียวกันนี้ได้รับการเสนอเพื่ออธิบายการเก็บรักษา sedaDNA ในตะกอน^{[ 189 ] [ 190 ] [ 191 ]}ซึ่งหมายความว่าการไหลของ eDNA ของแพลงก์ตอนที่ถูกห่อหุ้มด้วยเปลือกแคลไซต์ ที่มาถึงพื้นทะเลนั้นมีเงื่อนไขสำหรับการเก็บรักษาเมื่อถูกฝัง^{[ 186 ]}

ดีเอ็นเอในตะกอนของฟอรามินิเฟอราแพลงก์ตอนเป็นตัวบ่งชี้ที่เหมาะสมทั้งในเชิง "แนวนอน" เพื่อประเมินความละเอียดเชิงพื้นที่ของการสร้างภาพลักษณะทางอุทกศาสตร์ของมหาสมุทรผิวน้ำในอดีต และในเชิง "แนวตั้ง" เพื่อติดตามการฝังตัวของสัญญาณอย่างชัดเจนตลอดทั้งชั้นตะกอน ที่จริงแล้ว การไหลของดีเอ็นเอในตะกอนของฟอรามินิเฟอราแพลงก์ตอนควรเป็นสัดส่วนกับการไหลของเปลือกฟอรามินิเฟอราที่ตายแล้วจมลงสู่ก้นทะเล ทำให้สามารถเปรียบเทียบสัญญาณดีเอ็นเอในตะกอนได้อย่างอิสระ ดีเอ็นเอในตะกอนเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการศึกษาระบบนิเวศ เนื่องจากไม่จำเป็นต้องมีความรู้ทางอนุกรมวิธานโดยตรง ทำให้สามารถรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่มีอยู่ในตัวอย่างได้ แม้ในระดับที่ซ่อนเร้นอย่างไรก็ตาม การกำหนดลำดับดีเอ็นเอในตะกอนให้กับสิ่งมีชีวิตที่รู้จักนั้นทำได้โดยการเปรียบเทียบกับลำดับอ้างอิง (หรือบาร์โค้ด ) ที่มีอยู่ในคลังข้อมูลสาธารณะหรือฐานข้อมูลที่ได้รับการดูแลจัดการ^{[ 192 ]}อนุกรมวิธานของฟอรามินิเฟอราแพลงก์ตอนเป็นที่เข้าใจกันดี^{[ 193 ]}และมีบาร์โค้ดที่ช่วยให้สามารถทำแผนที่แอมพลิคอน eDNA บนอนุกรมวิธานโดยอิงจากสัณฐานวิทยาของเปลือกฟอรามินิเฟอราได้เกือบสมบูรณ์^{[ 194 ] [ 195 ]}ที่สำคัญ องค์ประกอบของชุมชนฟอรามินิเฟอราแพลงก์ตอนมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับอุทกวิทยาของพื้นผิว และสัญญาณนี้ได้รับการเก็บรักษาไว้โดยเปลือกฟอสซิลที่สะสมอยู่บนพื้นทะเล^{[ 196 ] [ 197 ]}เนื่องจากสามารถกู้คืน eDNA ของฟอรามินิเฟอราที่สะสมอยู่ในตะกอนมหาสมุทรได้ จึงสามารถนำมาใช้ในการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงในชุมชนแพลงก์ตอนและเบนทิกเมื่อเวลาผ่านไป^{[ 198 ] [ 199 ] [ 200 ] [ 201 ] [ 186 ]}

ในปี 2022 มีการค้นพบและจัดลำดับสารพันธุกรรม eDNA อายุสองล้านปีในกรีนแลนด์ และปัจจุบันถือเป็น DNA ที่เก่าแก่ที่สุดที่ค้นพบจนถึงปัจจุบัน^{[ 11 ] [ 12 ]}

ความเรียบง่ายของการสุ่มตัวอย่าง eDNA เอื้อต่อโครงการที่ต้องการให้ชุมชนท้องถิ่นมีส่วนร่วมในโครงการวิจัย รวมถึงการเก็บรวบรวมและวิเคราะห์ตัวอย่าง DNA ซึ่งสามารถเสริมสร้างศักยภาพให้ชุมชนท้องถิ่น (รวมถึงชนพื้นเมือง) มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการตรวจสอบสายพันธุ์ในสภาพแวดล้อม และช่วยในการตัดสินใจอย่างรอบรู้ในฐานะส่วนหนึ่งของแบบจำลองการวิจัยเชิงปฏิบัติการแบบมีส่วนร่วม ตัวอย่างของโครงการดังกล่าวได้รับการแสดงให้เห็นโดยองค์กรการกุศล Science for All ด้วยโครงการ 'Wild DNA' ^{[ 202 ]}

• ดีเอ็นเออิสระที่ไหลเวียน
• ดีเอ็นเอจากภายนอก
• อาร์เอ็นเอภายนอกเซลล์
• อาร์เอ็นเอที่พบในตัวอย่างสิ่งแวดล้อม
• ผลกระทบจากเงามืด (พันธุกรรม)

• Schallenberg, Lena; Wood, Susie A.; Pochon, Xavier; Pearman, John K. (2020). "ดีเอ็นเอในสิ่งแวดล้อมบอกอะไรเราได้บ้างเกี่ยวกับระบบนิเวศ?" . Frontiers for Young Minds . 7 150. doi : 10.3389/frym.2019.00150 . hdl : 2292/50690 . S2CID  210714520 .

• ระเบิด