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开屏新闻:蚂蝗解锁新能力!科研人员从哀牢山蚂蝗吸食血液中发现86种动物DNA
2022-04-22 来源:开屏新闻 作者:杨质高
  蚂蟥是种不少人看了会发怵的动物,科研人员却开展了一项有趣的研究。他们从哀牢山国家级自然保护区采集30468只蚂蝗,通过鉴定蚂蟥吸食的血液DNA发现了保护区里的86种脊椎动物。研究结果表明,哀牢山自然保护区为具有高保护价值的脊椎动物提供了保护空间。
  近日,这项由中国科学院昆明动物研究所主导完成的科研成果发表在国际学术期刊《自然-通讯》上。
  吸血4个月后仍可测到被吸动物DNA   
  是否可以从蚂蟥体内发现脊椎动物的线索呢?中科院昆明动物研究所生态学与环境保护中心Douglas课题组的季吟秋博士说:“这个想法是丹麦哥本哈根大学的Thomas Gilbert教授提出的。”为了实现这个想法,Thomas Gilbert教授的研究小组在实验室中用山羊血喂食蚂蟥,喂饱后就停止供食,随后他们发现即使过了4个月,仍然可以在这些蚂蝗的体内检测到山羊的DNA。
  最初,Thomas Gilbert教授希望通过蚂蝗可以帮助世界野生动物基金会找到世界上最珍稀的动物之一——中南大羚。作为大型哺乳动物,让人惊讶的是,中南大羚直到1992年才被首次发现,该发现被认为是20世纪最惊人的物种发现之一。因为其独特的外表,中南大羚又被称为亚洲麒麟、亚洲独角兽。这个物种自发现以来就极难被观察到,目前在全世界有记录的不到50只,因此被世界自然保护联盟(IUCN)列为极危物种。“我们团队的Douglas Yu研究员和Thomas Gilbert教授认识,聊到这项研究时挺感兴趣的,所以我们团队就参与了寻找中南大羚的工作。”季吟秋博士说,“当时从越南、老挝采集到的一部分蚂蟥就送到我们这里进行检测。比较遗憾的是在那些蚂蝗中没有找到中南大羚,但却发现了很多其他的动物。”
  这项研究,验证了蚂蟥确实在其体内保存了其他动物的信息,可以通过检测蚂蟥体内DNA来研究当地的其他物种。
  从蚂蟥血液中检出脊椎动物DNA
  哀牢山国家级自然保护区是我国最大的原始中山湿性常绿阔叶林区,地跨楚雄市、双柏县、景东县、镇沅自治、新平县,属森林生态系统类型自然保护区。以保护亚热带中山湿性常绿阔叶林生态系统和黑长臂猿、绿孔雀、灰叶猴等珍贵野生动物为目的。
  对整个保护区的野生物种进行综合考察,通常需要多位不同物种类群的分类学专家的共同参与,需要耗费大量的人力、物力和财力。而目前作为自然保护区长期监测项目的主流手段,是通过布设红外相机进行长期拍摄,但是,哀牢山国家级自然保护区有近700平方公里,如果以常规标准的1平方公里为最小单位进行布设,红外相机的购置成本也会是一笔很大的费用。
  2015年,中科院昆明动物研究所联合云南省林业调查规划院,在哀牢山国家级自然保护区进行了一次试采样。科研人员首先对护林员进行培训,让护林员学会如何把采集到的蚂蟥放进采集管里以及记录好相应的采样信息。通过试采样工作确定可以成功地从蚂蟥体内检测到哀牢山脊椎动物的DNA。2016年正式启动项目,按照护林员的平时巡视工作,哀牢山自然保护区被划分成172个巡逻区,由163位护林员在巡逻中采集蚂蟥,共采集了30468只。
  季吟秋博士说:“尽管我们很想对每一只蚂蟥都进行检测,但那样工作量太大,经费、人力不允许我们这么干,所以,我们对蚂蝗做了合并。”因为一位护林员一天内可以采到多只蚂蟥,这些蚂蝗就被放在同一个采集管里,而每个采集管可以作为一份样本看待,即使这样合并后也有900多份样本。
  从这900份蚂蟥的DNA中,科研人员鉴定出了86种脊椎动物,包括两栖类、哺乳类、鸟类和爬行类,其中有15种被世界自然保护联盟(IUCN)认定为受威胁或接近受威胁的物种。进一步分析后发现,在群落水平,物种丰富度随着海拔的升高以及与保护区边缘距离的拉长而增加;在物种水平,绝大多数大型野生哺乳动物(如水鹿、黑熊、苏门羚、毛冠鹿)在较高海拔、靠近保护区中央的地区分布更多,而家养动物物种(牛、绵羊、山羊等)和一个野生动物物种(赤麂)则在海拔较低的、靠近保护区边缘的地区分布更多。 
  研究结果表明,哀牢山自然保护区(主要在其核心区域)为具有高保护价值的脊椎动物提供了保护空间。研究结果还展示了保护区由于人类活动(如农业、畜牧和偷猎)而引发退化的脆弱性。
  该研究作为以中国科学院昆明动物研究所为主导、美国哈佛大学和云南省林业调查规划院共同参与的联合工作,得到了中国科学院、国家自然科学基金委、哈佛大学全球研究所、云南省林业调查规划院等机构和项目的资助。

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