科学家们正在无脊椎动物的血液中寻找哺乳动物的特征。
2009年,一名水蛭因帮助澳大利亚抓获一名罪犯而成为头条新闻。两名窃贼在塔斯马尼亚森林中一名71岁的老妇人与世隔绝的家中对她实施了袭击和抢劫,吸血者在那里非常普遍。2001年,这名水蛭抓住了其中一名小偷,然后在犯罪现场溜掉了。调查人员从这只无脊椎动物身上提取了罪犯的DNA,恒达登录地址并在近8年后破获了这起案件。
但是水蛭不仅仅在犯罪现场有用。这些生物多血的胃口也为科学家们提供了便利,他们希望利用它们来解开另一个谜团:动物的多样性,尤其是那些隐藏在世界各地森林栖息地深处的动物。美国自然历史博物馆萨克勒比较基因组学研究所的无脊椎动物学家Mark Siddall说:“与流行的观点相反,(水蛭)不只是令人讨厌。”
水蛭是一种分节的蠕虫,主要生活在淡水栖息地,但也有一些种类生活在海洋和陆地上。尽管它们享有盛名,但许多并不以血为食,而是以蚯蚓、蜗牛和其他无脊椎动物为食。吸血水蛭栖息在许多生物多样性丰富的地区,如东南亚、澳大利亚和马达加斯加的热带雨林。
Ida Bærholm施耐尔,哥本哈根大学博士后说,哥本哈根动物园与员工谈话促使她和一些同事调查他们是否可以使用hematophagous水蛭识别中难以捉摸的动物的生物多样性丰富的地区。在马来西亚的一次丛林徒步旅行中,一名动物园管理员被一只水蛭咬伤,他和他的同事怀疑是否有可能在这只小动物体内找到他的DNA痕迹。
研究小组意识到,如果科学家能在水蛭的血液中找到其他动物的DNA,这些蠕虫可能会成为研究生物多样性的工具。为了验证这种可能性,Schnell和她的同事从越南森林茂密的Annamites地区采集了haemadipsa——一种吸血的陆栖水蛭。在分析了25种动物的血样DNA后,研究人员发现21个标本中含有不同动物的哺乳动物DNA序列,包括最近发现的物种,如安南条纹兔,以及濒危物种,如serow,一种类似山羊的有蹄类动物(Curr Biol, 22:R262-63, 2012)。
令他们惊讶的是,Schnell说,研究人员还发现哺乳动物的DNA可以在水蛭体内存活至少四个月。“在某种程度上,水蛭保存了DNA,”她解释道。“它们抑制(DNA的)消化,而且它们的肠道内细菌种类非常有限。”
Michael Tessler现在是美国自然历史博物馆的博士后,他说,这项研究让科学界的一些成员对利用水蛭进行生物多样性调查的可能性感到兴奋。来自越南的发现促使他和他的同事进行后续研究,以进一步完善这种方法。“我们的目标是看看我们是否真的能把它付诸实践,”西德勒当时的博士导师西德勒告诉《科学家》杂志。
在一项研究中,Tessler、Siddall和他们的同事从不同的栖息地,包括中国、柬埔寨和孟加拉国的农场、森林和河岸,收集了大约750只石蛭。徒步旅行并不是为了让人感到恶心:对西德尔来说,一个特别难忘的时刻是在柬埔寨的一个雨天收集日,他从头到脚都穿着水蛭。他说:“下雨的时候,蚂蟥就很高兴——你能收获这么多蚂蟥。”“我打了个电话,说我们今天的工作结束了,因为我们没有袋子和容器可以装东西了。然后我转过身,发现我的背上、头发上、胡子上和脖子上都有水蛭。”
在解剖水蛭以分离消化道中含有血粉的部分后,研究小组提取了血粉,然后用脊椎动物特异性引物扩增并测序DNA。当时在特拉华大学(University of Delaware)攻读硕士学位的萨拉•韦斯科普夫(Sarah Weiskopf)回忆道,“我们在实验室里花了几个深夜,在显微镜下切水蛭”。
主要从这个分析观察,个人水蛭似乎以各种各样的动物,和水蛭特定猎物物种没有明显的偏好识别不同种类的喂养习惯很重要,西达解释说,因为“如果你的采样有偏见,你想知道它是有偏见的。他补充说,尽管在最新分析中检测到的水蛭似乎可以以各种动物为食,但一些物种可能对宿主有特定的偏好。“没有大量的文献告诉我们各种水蛭以什么为食……(但)我们现在得到了这些信息。”
柏林莱布尼茨动物园和野生动物研究所的Andreas Wilting研究生物多样性,但没有参与这项工作,他说,这些知识对未来的水蛭研究很重要。他补充说,在未来的生物多样性分析中,研究人员需要根据水蛭的分布和进食行为来计算动物被发现的概率。“重要的是要强调,对水蛭的更多发现并不总是与该地区(已确认的)物种的更高丰度有关。”
在第二项研究中,该团队将基于leechi的生物多样性调查与在孟加拉四处森林中最流行和最完善的记录野生动物的摄影陷阱相比较。现在是美国地质调查局生物学家的Weiskopf说:“相机陷阱是研究热带哺乳动物生物多样性的一种非常普遍的方法,但它需要很长的时间,而且可能很贵。”“所以我们很想知道是否有其他的方法。”
在4天的时间里,科学家们收集了大约200只水蛭,发现了12种不同的水蛭种类,在不同的监测站放置了大约9个月的27个相机陷阱,发现了26种水蛭。这两种方法也有一些本质上不同的结果——例如,水蛭帮助研究人员识别更多的恒河猴,而只有摄像机能够识别野猫的种类。
研究人员Sebastien Calvignac-Spencer研究了另一种吸血动物——河豚作为生物多样性工具在柏林罗伯特科赫研究所的使用情况,他说,这些发现表明,这两种方法将“很好地互补”。“我认为[这两篇论文]在某种意义上是重要的,它们将向从事生物多样性监测的工作者表明,收集水蛭是有意义的。”
然而,没有参与水蛭研究的Calvignac-Spencer指出,虽然吸血水蛭是一个很有前途的工具,
恒达登陆快吗恒达登录现场但它们并不是无处不在。例如,在非洲和南美洲的一些生物多样性热点地区就没有发现它们。他补充说,这就是其他无脊椎动物,如分布在全球各地的blowflias,可以派上用场的地方。
施奈尔指出,尽管最近的两篇论文(她没有参与其中)都使用了较老的、低通量的桑格测序方法,“其目的是在一次高通量测序分析中,从一个水蛭,一个DNA序列,到多个水蛭。”在一项即将发表的研究中,Schnell、Siddall和他们的同事收集并处理了来自世界5个地区的3000多只吸血类水蛭,包括马达加斯加、澳大利亚和东南亚。利用新一代的测序方法,他们确定了包括哺乳动物、鸟类、爬行动物和两栖动物在内的多种脊椎动物。
Siddall说:“我们的目标是证明这个策略是有效的,它是对现有技术的补充,在某些方面比现有技术更好。”“(但是)这必须是各国的保护组织或林业组织决定要做的事情。”