科学家从粪便中提取DNA 拯救地球上最稀有的有袋动物

一项最新研究显示，通过分析动物粪便中的环境DNA，科学家正在为拯救全球最稀有的有袋动物之一——吉尔伯特袋貂（Gilbert’s potoroo）提供关键线索。 吉尔伯特袋貂仅分布于澳大利亚西部，野外种群数量估计不足150只，已被列为极危物种，其生存形势十分严峻。

为了更有效地保护这一物种，澳大利亚埃迪斯科文大学（Edith Cowan University，ECU）与西澳州生物多样性、保护与景点部（DBCA）合作，从研究其食性入手，希望借助精确的“菜单信息”为种群恢复与迁地保护提供依据。

研究团队表示，当前一个重要策略是通过“迁地重引入”（translocation），将一部分个体转移到新的适宜栖息地，以建立“保险种群”，以防现有栖息地发生火灾等突发灾害。 然而，要选择合适的迁地地点，首先必须搞清楚吉尔伯特袋貂究竟吃什么、这些食物资源在何处能够稳定获得，这对以真菌为主要食物来源的哺乳动物而言尤为棘手。 许多真菌物种尚未被科学正式描述，仅靠传统的显微观察和形态鉴定难以全面还原其食谱。

为突破这一难题，研究人员采用了环境DNA（eDNA）宏条形码技术，对采集到的粪便样本进行分子分析，从中解析出包含在粪便中的真菌DNA片段，从而重建吉尔伯特袋貂的饮食结构。 项目负责人、ECU理学院博士生丽贝卡·夸（Rebecca Quah）介绍，传统方法需要在显微镜下逐一辨认粪便中未被消化的残留物，对真菌孢子尤其困难，而eDNA宏条形码技术则提供了一种非侵入、效率更高的手段，只需采集新鲜粪便即可获得大量信息。

研究不仅关注吉尔伯特袋貂本身，还将其与几种同样以真菌为主要食物来源的本地哺乳动物进行比较，包括短尾矮袋鼠（quokka）、南方棘尾袋貂/土豚鼠（quenda）以及灌木鼠（bush rat）。 研究团队分析这些物种的粪便样本，评估其食谱重叠程度以及栖息地利用的相似性，以推测哪些地区可能同时为这些真菌食者提供充足而多样的真菌资源。 结果显示，四种哺乳动物的真菌食谱存在一定重叠，尤其是短尾矮袋鼠与吉尔伯特袋貂在栖息地使用方面高度相似，这意味着两者共同出现的区域很可能具备适合吉尔伯特袋貂长期生存的真菌资源与栖息条件。

基于这些结果，研究人员建议，将那些短尾矮袋鼠、土豚鼠等真菌食哺乳动物与吉尔伯特袋貂共同分布的区域，作为未来优先评估的潜在迁地重引入地点。 这些“指示物种”所使用的栖息地，很可能是吉尔伯特袋貂可获取足够真菌食物、并能维持稳定种群的候选区域。

吉尔伯特袋貂曾一度被认为已经灭绝，直到1994年才在西澳再度被发现，此后相关保护工作迅速展开。 研究人员曾尝试通过人工圈养繁殖扩大种群，但由于该物种对食物极为挑剔，圈养繁育并不成功，进一步凸显了理解其野外食谱与栖息地条件的重要性。 2015年，一场丛林大火摧毁了图皮尔斯湾（Two Peoples Bay）90%的核心栖息地，这里原本是吉尔伯特袋貂唯一的自然种群分布区，所幸此前在鲍德岛（Bald Island）和韦欽尼卡普国家公园（Waychinicup National Park）围栏保护区已建立起“保险种群”。

目前，这一极危种群分散在四个地点，其中两处位于西澳海岸外小岛上，研究人员希望在澳大利亚大陆再寻找一个合适的新地点实施迁地方案。 DBCA研究员托尼·弗兰德（Tony Friend）指出，寻找新的迁地重引入点是该物种从“濒临灭绝”走向恢复的重要一步，而本次研究表明，通过分析与吉尔伯特袋貂共存的其他真菌食哺乳动物的真菌饮食结构，有望为新种群落户地点的选择提供科学依据。

从更广泛的生态角度看，夸的博士课题聚焦于真菌食哺乳动物的保护与迁地重引入，这类动物在生态系统中扮演着重要的“工程师”角色。 它们在挖掘真菌的过程中翻动土壤，促进土壤更新，并通过粪便散播真菌孢子，帮助真菌在生态系统中扩散。 真菌不仅参与分解、养分循环，还与许多植物形成互利共生关系，因此，以真菌为食的哺乳动物对于维持健康的生态系统至关重要。

然而，许多澳大利亚本土哺乳动物正面临来自外来入侵物种——尤其是野猫和狐狸——的严重捕食压力，种群持续衰退。 研究人员强调，在此背景下，利用包括eDNA宏条形码在内的现代分子技术，深入理解这些“生态工程师”的生态需求，并通过迁地重引入等多种手段保护其种群，是守护澳大利亚独特生物多样性的重要路径之一。

编译自/ScitechDaily