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在蜣螂內臟中發現的NA,有一天可以用來推斷一個地區的生物多樣性

研究瞭解某個地方環境內生物的多樣性,無論是在附近的森林還是遙遠的山坡上,是生態學家的重要研究課題。現在這些科學家們可能迎來了一個新的助手來幫助他們:蜣螂。一項研究發現,這些不挑剔的食者的腸道中含有可以用來識別物種的多種哺乳動物的DNA,這可以為編寫區域生物多樣性提供一種簡單、低技術含量的方法。

沒有參與這項研究的斯坦福大學環境生物學家伊麗莎白•哈德利說,利用昆蟲來採集生物多樣性是“一個非常好的想法”,因為蜣螂幾乎無處不在。試圖透過環境DNA (eDNA)樣本來確定一個地區的生物多樣性的嘗試只有幾十年的歷史。科學家們篩過泥土、土壤,尤其是水,以發現鬆散的面板薄片、粘液和其他體液。然後,他們對這些動物的DNA進行篩選,以確定哪些動物生活在該地區。到目前為止,海洋科學是eDNA技術(也被稱為DNA條形碼技術)的最大受益者。DNA可以在水中儲存數天,這樣科學家們就可以簡單地從池塘中過濾樣本,從而粗略估計出哪些物種存在。

從大量的水中過濾DNA要比從泥土或土壤中過濾容易得多,所以在固體地面上使用eDNA的情況較少。一些科學家已經在蚊子和水蛭的內臟中搜尋血液,以尋找宿主的DNA。但是水蛭的活動範圍是有限的,而且在某些情況下——比如周圍有很多人的時候——很難捕捉到蚊子。

倫敦瑪麗皇后大學(Queen Mary University of London)的分子生物學家兼博士後羅茜·德林克沃特(Rosie Drinkwater)決定測試另一種廣泛使用的富含DNA材料的鑑定家:蜣螂。這些無脊椎動物包括金龜子科有成千上萬種不同的物種,並以其他動物的糞便為食。德林克沃特說,除了南極洲,蜣螂在世界各地都有,它們在沙漠、森林和油棕櫚種植園等環境中安家。德林克沃特(Drinkwater)在婆羅洲的一個森林裡研究水蛭已有好幾年,她和同事們在那裡設定了誘捕蜣螂的誘餌。他們用什麼進行誘捕呢? 德林克沃特說,來自你的人類同伴的糞便最靠譜的材料,一切都以科學的名義。在24小時內,研究人員捕獲了24只拇指大小的Catharsius屎殼郎。研究人員在一處無菌場地解剖了甲蟲,並將它們的內臟送到瑪麗皇后學院的實驗室進行分析。

在對腸道內的DNA進行測序後,他們將其與生活在婆羅洲森林中的動物的基因組進行了比較。研究人員在2月10日發表在bioRxiv預印平臺上的一篇論文中報告說,DNA序列與該地區常見的豬、黑鹿、麂(一種鹿)、鼠鹿和豪豬完全匹配。他們還檢測到了一種罕見的帶條紋的果子狸的DNA,但序列還不夠清晰,無法確定它的身份。最後,他們發現了大量不屬於“誘餌”提供者的人類DNA,大部分可能來自附近伐木和棕櫚油採集者。綜上所述,結果表明這項技術確實可以用於其他地方的eDNA篩選。

糞在蜣螂體內的傳遞速度相對較快,大約在48小時內。德林克沃特解釋說,儘管這是一個短的時間視窗,但它也有一個好處: 如果你在蜣螂內臟內找到了一個物種的DNA線索,你就可以相對確定這個動物最近就在附近。德林克沃特同時警告說,這項研究還沒有經過同行評審,需要更多的工作來測試在不同環境和使用不同甲蟲的策略。

然而有些科學家對這些六條腿蜣螂的不愉快遭遇不太感興趣。犧牲大量的蜣螂來取樣它們的內臟似乎沒有必要。他們更傾向於在非致命技術上加大投資,比如取樣土壤和沉積物。然而,對於特定的問題,蜣螂可能是一個合適的方法。

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