大白鲨的灵敏嗅觉是一种传说般的存在,它可以探测到几公里外潜在的食物。但现在,人类也能“嗅出”它们了!这要归功于来自美国加州大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)、美国地质调查局(USGS)、加州州立大学长滩分校(CSULB)和中密歇根大学(CMU)的研究者们。
“这项研究的目的之一就是让救生员们走到海岸边,舀起一点水,摇一摇就能知道大白鲨是否就在附近。”USGS的生态学家和UCSB海洋科学研究所(MSI)的研究员Kevin Lafferty说。他是近日发表在《海洋科学前沿》杂志上的论文——“利用环境DNA探测加利福尼亚州大白鲨”——的第一作者。
该团队的研究结果进一步证明,由于过度捕捞而数量下降的大白鲨近年在加州海岸有所恢复。据CSULB的教授、大白鲨专家和论文共同作者Chris Lowe说,这一情况得益于国家和联邦政府对捕鱼、海洋哺乳动物种群的保护以及更好的渔业管理。“然而,在大白鲨数量逐渐恢复的同时,越来越多的人也开始在近海海域娱乐,这最终会导致两者相遇的可能性增加。”
环境DNA(eDNA)是从环境中收集到的遗传物质。动物留下的东西——如黏液、粪便或蜕皮——中含有它们的遗传特征,可以被解析并通过遗传测序进行鉴别。科学家们可以从水样中发现的DNA片段中提取和放大特定的基因,从而鉴别出归属的特定物种。
通过使用一种新的物种特异性遗传分析——数字微滴PCR,CMU的生物学家设计了来自大白鲨组织的特异性遗传标记物。研究者分析了水样本和空白对照组,结果发现鲨鱼聚集处的水样与大白鲨组织中的基因相匹配,而一英里外的水样则没有。这证明通过水样本,我们能够“嗅出”大白鲨。但由于eDNA可以随洋流漂流且大白鲨游动距离很长会导致eDNA降解,这种新方法只能在特定时刻显示鲨鱼的大致位置。
eDNA测序除了是追踪单一物种一般活动的有力工具,也可以用于实时监控某一区域的生物多样性。此外,科学家还可以用它来探测受威胁和濒临灭绝的物种。“eDNA的新进展不仅使我们可以检测到单个物种,而且还可以对所有鱼类物种或所有两栖物种进行筛选。”科学家说,“用于解码人类基因组的技术现在被用来对水样中的所有DNA进行测序。由此我们可以监测鱼类资源和稀有物种,并更好地了解气候变化和污染对生物多样性的影响。”
科界原创
编译:Max
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