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2号站注册登录研究人员利用附近水域的DNA来检测陆地动物

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近年来,环境DNA已经成为生态学家闪亮的新工具,揭开了濒危和难以捉摸的水生物种的神秘面纱。这种新型的生物监测方法寻找鱼类和其他生物在水体中脱落的DNA痕迹。现在,科学家们正在调整这项技术以寻找陆地生物的存在。
 
科学家们最近从英国、亚马逊和巴西大西洋森林的溪流和河流中提取了eDNA样本,2号站以评估当地的哺乳动物群落,结果让他们大吃一惊。根据3月20日发表在《应用生态学杂志》(Journal of Applied Ecology)上的研究结果,该团队在两项独立的研究中发现了20种野生哺乳动物,其中一些是很难调查的动物,包括英国的马鹿、山兔、松貂、红狐和獾。该小组还发现了诸如水田鼠等濒危动物的证据。在一月份发表于《哺乳动物评论》的另一项研究中,研究小组从南美洲附近水域的eDNA样本中发现了17个物种,包括猴子和蝙蝠。
 
这项研究为科学家们最近的工作增添了新的内容,他们正在推动这项技术从评估水生生物到识别哺乳动物、昆虫和陆地鸟类。许多研究小组一直在寻求加强分析和采样eDNA的方法,这样那些不经常出现在水中的生物就可以用低浓度的DNA检测出来。
 
去年年底,澳大利亚的一个研究小组通过在水坑中发现的eDNA痕迹,发现了濒临灭绝的Gouldian finch (Erythrura gouldiae)。其他的团队能够从雪道中提取eDNA来识别不同的物种。在日本,科学家们发现了几种食肉动物,包括日本貂(Martes melampus)、红狐(Vulpes Vulpes)和狼(Canis lupus familiaris)。在蒙大拿州的另一项研究中,2号站代理研究人员发现了雪猞猁和其他动物在雪道上采集到的eDNA的证据。在丹麦,研究人员利用在花上留下的eDNA来识别曾造访过这些植物的陆生节肢动物,包括瓢虫、蜘蛛、蝴蝶和甲虫。
 
2017年,英国索尔福德大学(University of Salford)的分子生态学家艾伦·麦克德维特(Allan McDevitt)和他的团队将他们的项目从使用eDNA调查水生动物扩展到了新的领域——调查陆地哺乳动物。“当我们开始做这个项目的时候,我想,‘这太荒谬了,不可能行得通。“值得庆幸的是,当时我身边有几个乐观的博士生,”领导这两项最新调查的麦克德维特说。
 
此前,他的团队一直在应用eDNA来监测鱼类和两栖动物在水环境中的活动。麦克德维特解释说,陆生动物经常经过河流和小溪,在那里喝水或小便,可能会在那里脱落DNA。在流域内,DNA和有机物质会在降雨后渗入最近的小溪或河流。因此,科学家们想知道他们是否可以使用类似的方法来探测河流或小溪周围陆地上的哺乳动物。
 
在一项研究中,研究人员从苏格兰阿辛特和英格兰皮克地区的河流和小溪中提取了水样。他们过滤了样品,并从过滤器上的有机物质中提取DNA。水里的DNA倾向于与沉积物结合,随着时间的推移,随着这些残留的颗粒变大,在这些较大的颗粒上就会积累更古老的DNA。根据不同的条件,有可能从这些大型矿床中收集到数千年前的eDNA。为了确保捕获当代DNA,研究人员过滤了他们的样本,以收集更小的沉积物颗粒。
 
过滤后,科学家使用聚合酶链反应与哺乳动物特异性引物扩增线粒体DNA片段。然后他们使用DNA条形码来鉴定分类单元。
 
麦克德维特说,研究小组大吃一惊,只有三到五勺水,一半两升,和良好的抽样技术他们能够拿起食肉动物,只会偶尔去水,比如红狐狸,獾,黄鼠狼。
 
用传统方法进行验证
 
这项研究的目的之一是比较eDNA在检测半水栖或陆栖哺乳动物与传统生态技术(如历史记录、摄像机、动物足迹和粪便样本)的效率。eDNA的结果与他们预期看到某些动物的地方相符,这也通过传统方法得到了证实。
 
但在其他情况下,他们也会有惊喜。在一个例子中,他们在一个物种以前没有记录的区域提取了水田鼠的DNA。后来,当他们在这个地点设置了相机陷阱时,麦克德维特的团队发现了这些动物,这证实了eDNA的数据是正确的。

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