尋求在自然保護區測量野生動物生物多樣性的科學家正在以水蛭為榜樣。
在由哈佛研究人員團隊領導的一項新研究中，從水蛭的血粉中提取的 DNA 樣本被用於繪製生活在中國雲南哀牢山國家級自然保護區的動物圖譜。研究結果表明，對於某些生物多樣性調查而言，吸血蠕蟲可能是一種比相機陷阱和生物聲記錄儀等現有工具更簡單、更便宜的監視工具。
哈佛大學Naomi Pierce 實驗室的博士後研究員、該研究的首批成員之一Chris Baker 說：「這項研究展示了如何使用水蛭衍生的 DNA 來估計生物多樣性，使其成為現實世界的保護工具。」作者。「我們正在提供一種測量野生動物生物多樣性的方法，特別是一種直接測量生物多樣性的方法。」
該研究使用從 30,000 多隻水蛭中提取的 DNA 來調查 80 多種脊椎動物，包括兩棲動物、哺乳動物、鳥類和有鱗動物。這些水蛭是由護林員在 260 平方英里的自然保護區內用三個月的時間收集的，該保護區沿着中國南方的一座山脊綿延近 80 英里。
這項發表在《自然通訊》上的工作解決了在大空間測量動物生物多樣性方面的一項重大實際挑戰。保護區通常會為了保護野生動物群落而被擱置，但直接監測這些群落既昂貴又耗時。
「你可以設置自動攝像頭；您可以設置錄音機；或者你可以手動進行，讓人們到現場進行調查，但很難大規模地做到這一點，」貝克說。「這些調查往往要麼受限於它們可以覆蓋的空間規模，要麼受限於它們可以完成的頻率，要麼受限於它們可以提供的分辨率。我們希望能夠使用環境 DNA 作為解決這個問題的一種方式……而不是不得不依賴代理，比如森林覆蓋率或護林員的預算。」
事實證明，水蛭非常適合這項工作。
對於初學者來說，它們很豐富，至少在熱帶環境中是這樣。它們還以各種動物為食，從大熊到小老鼠。因為水蛭不會旅行而是等待，它們的飲食代表了一種記錄，記錄了哪些動物經過了它們被發現的地方。蠕蟲消化緩慢，因此與哈佛研究人員合作的中國昆明動物研究所的科學家們仍然可以在最後一次餵食四個月後從水蛭中獲取動物血液。
研究人員尋找僅存在於脊椎動物中的 DNA 序列來識別動物。過去的研究表明這是可能的，但據信這是第一次在如此大規模的情況下進行此類分析。
哈佛和昆明研究所的研究人員與大約 160 名志願公園護林員協調進行收集。中國的團隊從樣本中提取了 DNA，安排了測序，並調查了 DNA 屬於哪些動物。他們的哈佛同行使用一種稱為多物種佔用模型的技術分析了動物的位置，該技術解釋了生態模式。
該團隊能夠識別出 86 種脊椎動物。其中一些被國際自然保護聯盟列為近危或威脅。其中包括亞洲黑熊、簇絨鹿、殘尾獼猴、幾種青蛙，以及一種叫做羚羊的類似羚羊的生物。
該研究還表明，人類活動（如農業、牲畜管理和偷獵）對保護區造成了越來越大的壓力。例如，牛、綿羊和山羊的 DNA 是從保護區內收集的水蛭中提取的，特別是靠近邊緣的地方。這表明來自周圍農田的動物正在保護區內放牧，因此正在與棲息地內的動物爭奪資源或以其他方式退化棲息地。
研究人員樂觀地認為，他們的研究結果可以作為基線，幫助跟蹤哀牢山野生動物種群的變化，並且該方法可以作為改善對水蛭豐富的熱帶和亞熱帶地區野生動物監測的策略。
他們還看到了在追蹤人畜共患病宿主方面更廣泛的適用性，因為水蛭血粉也可以篩選出它們所含的病毒。考慮到 COVID-19 大流行可能已經被蝙蝠等動物窩藏並轉移給人類，這一點尤其重要。
「這是對大量野生動物進行採樣的一種非常有效的方法，如果我們認為 [人畜共患病宿主] 確實值得擔心和監測，這是一個很好的方法，」Hessel 教授 Pierce 說OEB 生物學和比較動物學博物館鱗翅目館長。
這項工作得到了哈佛全球研究所的資助。
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