寻求在自然保护区测量野生动物生物多样性的科学家正在以水蛭为榜样。
在由哈佛研究人员团队领导的一项新研究中，从水蛭的血粉中提取的 DNA 样本被用于绘制生活在中国云南哀牢山国家级自然保护区的动物图谱。研究结果表明，对于某些生物多样性调查而言，吸血蠕虫可能是一种比相机陷阱和生物声记录仪等现有工具更简单、更便宜的监视工具。
哈佛大学Naomi Pierce 实验室的博士后研究员、该研究的首批成员之一Chris Baker 说：“这项研究展示了如何使用水蛭衍生的 DNA 来估计生物多样性，使其成为现实世界的保护工具。”作者。“我们正在提供一种测量野生动物生物多样性的方法，特别是一种直接测量生物多样性的方法。”
该研究使用从 30,000 多只水蛭中提取的 DNA 来调查 80 多种脊椎动物，包括两栖动物、哺乳动物、鸟类和有鳞动物。这些水蛭是由护林员在 260 平方英里的自然保护区内用三个月的时间收集的，该保护区沿着中国南方的一座山脊绵延近 80 英里。
这项发表在《自然通讯》上的工作解决了在大空间测量动物生物多样性方面的一项重大实际挑战。保护区通常会为了保护野生动物群落而被搁置，但直接监测这些群落既昂贵又耗时。
“你可以设置自动摄像头；您可以设置录音机；或者你可以手动进行，让人们到现场进行调查，但很难大规模地做到这一点，”贝克说。“这些调查往往要么受限于它们可以覆盖的空间规模，要么受限于它们可以完成的频率，要么受限于它们可以提供的分辨率。我们希望能够使用环境 DNA 作为解决这个问题的一种方式……而不是不得不依赖代理，比如森林覆盖率或护林员的预算。”
事实证明，水蛭非常适合这项工作。
对于初学者来说，它们很丰富，至少在热带环境中是这样。它们还以各种动物为食，从大熊到小老鼠。因为水蛭不会旅行而是等待，它们的饮食代表了一种记录，记录了哪些动物经过了它们被发现的地方。蠕虫消化缓慢，因此与哈佛研究人员合作的中国昆明动物研究所的科学家们仍然可以在最后一次喂食四个月后从水蛭中获取动物血液。
研究人员寻找仅存在于脊椎动物中的 DNA 序列来识别动物。过去的研究表明这是可能的，但据信这是第一次在如此大规模的情况下进行此类分析。
哈佛和昆明研究所的研究人员与大约 160 名志愿公园护林员协调进行收集。中国的团队从样本中提取了 DNA，安排了测序，并调查了 DNA 属于哪些动物。他们的哈佛同行使用一种称为多物种占用模型的技术分析了动物的位置，该技术解释了生态模式。
该团队能够识别出 86 种脊椎动物。其中一些被国际自然保护联盟列为近危或威胁。其中包括亚洲黑熊、簇绒鹿、残尾猕猴、几种青蛙，以及一种叫做羚羊的类似羚羊的生物。
该研究还表明，人类活动（如农业、牲畜管理和偷猎）对保护区造成了越来越大的压力。例如，牛、绵羊和山羊的 DNA 是从保护区内收集的水蛭中提取的，特别是靠近边缘的地方。这表明来自周围农田的动物正在保护区内放牧，因此正在与栖息地内的动物争夺资源或以其他方式退化栖息地。
研究人员乐观地认为，他们的研究结果可以作为基线，帮助跟踪哀牢山野生动物种群的变化，并且该方法可以作为改善对水蛭丰富的热带和亚热带地区野生动物监测的策略。
他们还看到了在追踪人畜共患病宿主方面更广泛的适用性，因为水蛭血粉也可以筛选出它们所含的病毒。考虑到 COVID-19 大流行可能已经被蝙蝠等动物窝藏并转移给人类，这一点尤其重要。
“这是对大量野生动物进行采样的一种非常有效的方法，如果我们认为 [人畜共患病宿主] 确实值得担心和监测，这是一个很好的方法，”Hessel 教授 Pierce 说OEB 生物学和比较动物学博物馆鳞翅目馆长。
这项工作得到了哈佛全球研究所的资助。
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