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科学家们希望测量某个地方的野生动物的生物多样性 ， 他们在吸血水蛭（蚂蝗）的武器库中增加了一个令人惊讶的工具 。
在哈佛大学一个研究小组领导的一项新研究中 ， 从水蛭血粉中提取的DNA样本被用于绘制中国云南哀牢山自然保护区的野生动物分布图 。 研究结果表明 ， 这些样本可用于查明国家公园等大型保护区中存在哪些野生动物 ， 并有助于建立水蛭作为动物保护的监测工具 。
“这项研究展示了水蛭衍生的DNA如何被用于评估生物多样性 ， 使其成为一种实用的现实保护工具 ， ”哈佛大学纳奥米·皮尔斯实验室的博士后研究员、研究论文的主要作者之一克里斯·贝克（Chris Baker）说 。 “这种吸血动物为我们提供了一种测量野生动物生物多样性的巧妙方法 。 ”
这项研究使用从30000多只水蛭中提取的DNA ， 发现了80多种脊椎动物 ， 包括两栖动物、哺乳动物、鸟类和壁虎 。 这些水蛭是由护林员在三个月的时间里在680平方公里的自然保护区内采集的 ， 该自然保护区沿着中国南部的山脊延伸了近130公里 。
这项研究发表在《自然通讯》（Nature Communications）上 ， 通过提供一种在大空间内详细测量动物生物多样性的方法 ， 解决了测量动物生物多样性的一个重大实际难题 。 保护区通常是为了保护野生动物群落而设立的 ， 但直接监测这些群落既昂贵又耗时 。
贝克说：“你可以设置自动摄像机 ， 也可以设置声学记录仪 ， 或者你可以手动让人们进入现场进行调查 ， 但在真正大规模的情况下很难做到这一点 。 这些调查往往要么在空间尺度上有限 ， 要么在频率上有限 ， 要么在分辨率上有限 。 我们希望能够利用环境DNA来解决这个问题 。 ”
事实证明 ， 水蛭非常适合这份工作 。 其中一个原因是它们的数量非常丰富 ， 至少在热带环境中是如此 。 它们还以各种各样的动物的血液为食 ， 从熊到老鼠 。 它们守株待兔式的觅食策略意味着 ， 从它们身上发现哪种野生动物的DNA ， 就证明有哪种野生动物生存在周围 ， 这使得科学家们很容易绘制出野生动物的分布地图 。
更重要的是 ， 水蛭的消化时间很漫长 ， 这给了研究人员足够的时间去提取残留在它们的消化系统中的野生动物的DNA 。 例如 ， 与哈佛大学研究人员合作的中国昆明动物研究所的科学家们 ， 在水蛭最后一次进食四个月后 ， 仍然能够在它的体内获取野生动物的血液细胞 。
研究人员在收集的水蛭样本中寻找只存在于脊椎动物中的DNA序列 ， 以确定被水蛭吸血的动物 。 过去的研究已经表明这是可能的 ， 但这被认为是第一次进行如此大规模的DNA分析 。
哈佛大学和昆明研究所的研究人员与大约160名公园管理员合作收集水蛭 。 中国的团队从样本中提取DNA ， 安排测序 ， 并调查DNA属于哪些动物 。 哈佛大学的研究小组使用一种称为多物种占用模型的技术分析了这些动物的位置 ， 该技术可以解释生态模式 。
该团队能够识别出86种脊椎动物 。 其中一些物种被国际自然保护联盟列为濒危物种 。 这些动物包括亚洲黑熊、丛生鹿、短尾猕猴和几种稀有的青蛙 ， 以及一种被称为小羚羊的动物 。
该研究还显示 ， 人类活动（如农业、牲畜管理和偷猎）对保护区造成的压力正在逐渐增大 。 例如 ， 从保护区内收集的水蛭（尤其是靠近边缘的水蛭）中提取了牛、绵羊、山羊的DNA 。 这表明 ， 来自周围农田的动物正在保护区内吃草 ， 它们可能开始争夺资源 ， 或以其他方式破坏野生动物的栖息地 。
研究人员乐观地认为 ， 他们的研究结果可以作为一个基线 ， 帮助跟踪哀牢山野生动物种群未来的变化 ， 并且这种方法可能会成为改善热带和亚热带水蛭丰富地区野生动物监测的策略 。
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