雪中​​的DNA如何帮助科学家追踪难以捉摸的动物

让你的爪子加入一只加拿大ly is并非易事。这些稀有的猫栖息在偏远的森林和陡峭的洛矶山脉中。事实上，ly is几乎看不到，它们被称为“鬼猫” - 对它们的分布知之甚少。这种缺乏信息阻碍了保护动物的努力，根据“濒危物种法”将其列为受威胁动物。

科学家现在已经开始使用一种新技术来追踪这些动物，通过检测这些动物和其他生物的雪道中留下的痕量DNA。在一项将发表在“ 生物保护 ”杂志上的研究中，来自美国森林管理局的科学家通过对已经介入的雪的遗传分析，证实了北落基山脉中存在一只ly ..

专家表示，这种非侵入性方法将提高雪域环境中野生动植物调查的准确性，并帮助保护主义者识别和保护ly and和其他雪栖物种的重要栖息地。

以下足迹

森林服务国家基因组学野生动物和鱼类保护中心主任Michael Schwartz 表示，寻找一种野生加拿大ly ,,其范围被认为可以延伸到北美北部大部分地区，曾经类似于在大海捞针中找到一根针。该研究的作者。[ 在战斗中听到山猫的超凡脱俗的呐喊 ]

Schwartz团队的成员，包括食肉动物生物学家Jessie Golding，多年来一直关注蒙大拿州和爱达荷州偏远的北方森林中的雪道和摄像机，希望能够检测到加拿大的ly .. 然而，单独的曲目和照片并不一定能提供他们存在的确切证据。

“使用相机陷阱，你并不总是得到完美的画面，而且通常很难判断[ 这只动物]是ly还是山猫，”戈尔丁在短片“ 追踪雪 ”中说道，包括在今年的国家地理短片中电影展示。戈尔丁补充说，曲目往往也不确定。“即使专家也会错误地识别曲目。”

直到最近，确定ly is是否生活在景观上的唯一确定方法是在降雪后不久搜索该地区 - 这是一项艰苦而且往往没有成果的努力。

施瓦茨说：“我们花了很大的力气，但我们已经把它减少了。” “现在我们所要做的就是找到一些看起来像是ly ly轨道的东西，从雪地里舀出二到十几条轨道，把雪放在一个瓶子里，然后把它送回实验室。”

这个怎么运作

随着生物体的日常生活，它们将皮肤细胞，毛发，粪便，尿液，卵子，精子和其他生物材料释放到环境中。这些材料含有微量的动物DNA，可以掺入水，雪或土壤中。这种遗传学痕迹称为环境DNA或eDNA。

在过去的十年中，分子生物学的进步减少了进行遗传分析所需的生物材料的数量。曾经需要一小瓶血液和毛发的小瓶现在可以用一些皮肤细胞来完成，这样科学家们就可以检测到甚至微量的eDNA。

科学家可以使用称为定量聚合酶链反应或qPCR的分子技术分离这种eDNA，并将其与已知DNA序列的数据库进行比较，以确定遗留下来的生物体。Schwartz和他的团队，其中包括eDNA研究员​​Thomas Franklin，在过去几年中使用eDNA采样技术测量水生生态系统中的生物多样性取得了巨大成功。但他们开始怀疑这项技术是否也适用于冷冻水雪。

留下痕迹

Schwartz和他的团队测试了他们关于蒙大拿州和爱达荷州雪中留下的动物爪印的理论他们证明了从轨道中分离eDNA是检测ly ,,狼獾和渔民的有效手段 - “在某些地方被认为是罕见的三种不同物种他们的环境，“施瓦茨说。

“环境DNA为获取物种分布，丰富度和饮食信息提供了前所未有的机会，”加州大学伯克利分校的生态学家和博士后研究员贾斯汀史密斯说。“它增加了可以采样的地理区域，可以提高抽样评估的准确性。”

“令人兴奋的是，看到eDNA方法不断发展并提高我们对物种和过程的理解，这些物种和过程难以监测，”史密斯说。

Schwartz说，研究小组能够分离出浓度低至每升雪5个细胞的lynx DNA，这是他认为具有革命性的技术所带来的壮举。

“我们发现使用eDNA测量水生系统的成本效率是传统采样方法的10倍，比传统采样方法快10倍，”Schwartz补充道，“我们希望通过我们对雪道的采样来实现类似的，如果不是更大的话稀有物种。”

在正确的轨道上

“作者表明，将eDNA分析与相机陷阱和雪跟踪相结合可以增加对稀有物种存在的信心，”史密斯说，“这对于管理这些物种，优先考虑保护土地或了解稀有物种如何响应非常重要气候变化等环境威胁。“

Schwartz说，这项研究的目标之一是为科学家们展示一种方法，以确定保护工作将产生最大影响的领域。

“你想确保在物种存在的地方花费你的保护金。把它放在不存在的地方对任何人都无济于事，“施瓦茨说。“这对该机构来说并不符合成本效益，而且对物种没有帮助。”

他希望这种新的，有效的野生动物监测方法将用于改善未来雪栖地的其他稀有物种的保护工作。