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粪便DNA让研究人员无需捕捉或目击即可统计捻角羚

南非自由州大学研究人员在一处保护区测试了非侵入性遗传方法,用于估算大捻角羚种群。结果与现有统计高度吻合,并可提供性别、饮食、寄生虫及隐蔽物种健康状况等信息。

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自由州大学团队证明,可以通过粪便样本中的DNA估算保护区内大捻角羚的数量。这项概念验证研究在南非北开普省Doornkloof自然保护区开展,无需捕捉、标记,甚至无需直接观察动物。

方法依赖个体独特的遗传指纹。研究人员采集新鲜粪便、提取DNA,并识别物种、个体和性别。当同一遗传图谱在连续取样中再次出现时,就可把这种遗传再捕获用于种群估算模型。研究不是在动物身上安装装置,而是利用它留在环境中的痕迹。

大捻角羚的遗传估算结果与Doornkloof现有统计非常接近。这种吻合很重要,因为它使实验室思路向保护区管理者可实际使用的工具迈进。该研究被认为是南非首次对同一野生种群重复取样,并利用粪便中的个体遗传图谱计算种群规模。

一份样本还能提供更多信息。除区分个体和性别外,粪便材料可用于研究饮食、寄生虫和其他种群健康指标。这种组合可改善对环境承载力、栖息地状况和管理措施的判断,特别适用于生活在茂密植被中或夜间活动、难以通过空中或目视调查统计的动物。

低干扰是这种方法最主要的环境与伦理优势。团队可在动物离开后收集材料,无需追逐、束缚或使其承受操作压力。该技术也可降低研究人员和野生动物的风险,但必须采用严格流程,确保找到新鲜样本、防止污染并获得质量足够的DNA。

大捻角羚是测试物种,但团队希望把方法用于更隐蔽或受威胁的动物,包括土豚、棕鬣狗、河兔、大耳狐和小型野猫。扩大使用前,必须针对每个物种和栖息地验证遗传标记、采样设计、成本和精度,因为粪便可发现性与DNA降解速度并不相同。

研究人员已完成覆盖整个保护区的更大规模取样,目前正在分析结果。下一阶段要检验该程序在更大尺度以及没有既有统计可供比较的种群中是否仍可靠。若通过这些测试,环境DNA将为非洲保护区提供一种干扰更少的数据生产方式,用于保护难以看见的生物多样性。