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螞蝗還有這用途?用來尋找珍稀野生動物,還能進行病毒溯源?

來源:hao123百家號     時間:2022-04-07 11:52:06

科學家們希望測量某個地方的野生動物的生物多樣性,他們在吸血水蛭(螞蝗)的武器庫中增加了一個令人驚訝的工具。

在哈佛大學一個研究小組領導的一項新研究中,從水蛭血粉中提取的DNA樣本被用于繪制中國云南哀牢山自然保護區(qū)的野生動物分布圖。研究結果表明,這些樣本可用于查明國家公園等大型保護區(qū)中存在哪些野生動物,并有助于建立水蛭作為動物保護的監(jiān)測工具。

“這項研究展示了水蛭衍生的DNA如何被用于評估生物多樣性,使其成為一種實用的現(xiàn)實保護工具,”哈佛大學納奧米·皮爾斯實驗室的博士后研究員、研究論文的主要作者之一克里斯·貝克(Chris Baker)說?!斑@種吸血動物為我們提供了一種測量野生動物生物多樣性的巧妙方法?!?/p>

這項研究使用從30000多只水蛭中提取的DNA,發(fā)現(xiàn)了80多種脊椎動物,包括兩棲動物、哺乳動物、鳥類和壁虎。這些水蛭是由護林員在三個月的時間里在680平方公里的自然保護區(qū)內采集的,該自然保護區(qū)沿著中國南部的山脊延伸了近130公里。

這項研究發(fā)表在《自然通訊》(Nature Communications)上,通過提供一種在大空間內詳細測量動物生物多樣性的方法,解決了測量動物生物多樣性的一個重大實際難題。保護區(qū)通常是為了保護野生動物群落而設立的,但直接監(jiān)測這些群落既昂貴又耗時。

貝克說:“你可以設置自動攝像機,也可以設置聲學記錄儀,或者你可以手動讓人們進入現(xiàn)場進行調查,但在真正大規(guī)模的情況下很難做到這一點。這些調查往往要么在空間尺度上有限,要么在頻率上有限,要么在分辨率上有限。我們希望能夠利用環(huán)境DNA來解決這個問題。”

事實證明,水蛭非常適合這份工作。其中一個原因是它們的數(shù)量非常豐富,至少在熱帶環(huán)境中是如此。它們還以各種各樣的動物的血液為食,從熊到老鼠。它們守株待兔式的覓食策略意味著,從它們身上發(fā)現(xiàn)哪種野生動物的DNA,就證明有哪種野生動物生存在周圍,這使得科學家們很容易繪制出野生動物的分布地圖。

更重要的是,水蛭的消化時間很漫長,這給了研究人員足夠的時間去提取殘留在它們的消化系統(tǒng)中的野生動物的DNA。例如,與哈佛大學研究人員合作的中國昆明動物研究所的科學家們,在水蛭最后一次進食四個月后,仍然能夠在它的體內獲取野生動物的血液細胞。

研究人員在收集的水蛭樣本中尋找只存在于脊椎動物中的DNA序列,以確定被水蛭吸血的動物。過去的研究已經表明這是可能的,但這被認為是第一次進行如此大規(guī)模的DNA分析。

哈佛大學和昆明研究所的研究人員與大約160名公園管理員合作收集水蛭。中國的團隊從樣本中提取DNA,安排測序,并調查DNA屬于哪些動物。哈佛大學的研究小組使用一種稱為多物種占用模型的技術分析了這些動物的位置,該技術可以解釋生態(tài)模式。

該團隊能夠識別出86種脊椎動物。其中一些物種被國際自然保護聯(lián)盟列為瀕危物種。這些動物包括亞洲黑熊、叢生鹿、短尾獼猴和幾種稀有的青蛙,以及一種被稱為小羚羊的動物。

該研究還顯示,人類活動(如農業(yè)、牲畜管理和偷獵)對保護區(qū)造成的壓力正在逐漸增大。例如,從保護區(qū)內收集的水蛭(尤其是靠近邊緣的水蛭)中提取了牛、綿羊、山羊的DNA。這表明,來自周圍農田的動物正在保護區(qū)內吃草,它們可能開始爭奪資源,或以其他方式破壞野生動物的棲息地。

研究人員樂觀地認為,他們的研究結果可以作為一個基線,幫助跟蹤哀牢山野生動物種群未來的變化,并且這種方法可能會成為改善熱帶和亞熱帶水蛭豐富地區(qū)野生動物監(jiān)測的策略。

他們還發(fā)現(xiàn),在追蹤人畜共患疾病方面,這項技術也可以對其所含的病毒進行篩查,因此具有更廣泛的適用性。如今新冠病毒在全球肆虐,有人懷疑這種病毒是從某種動物(蝙蝠的嫌疑最大)轉移到人類身上的,研究團隊的科學家們正考慮是否可以使用這項技術對這種病毒的來源進行調查。

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標簽: 珍稀野生動物

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