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食肉蝇的肠道蕴藏森林生物多样性信息

食肉蝇的肠道蕴藏森林生物多样性信息

绿头苍蝇和食肉蝇喜欢盘踞在死去的动物尸体上,它们不仅尽享了腐肉的饕餮盛宴,同时也带走了死去动物的DNA。最近,来自德国的一组研究人员发现,以这种方式保留下来的DNA有足够的长度,能够进行测序。这就为那些深藏在热带雨林里的哺乳动物提供了快速、成本划算的多样性快照。

当研究一种在科特迪瓦杀死大量黑猩猩的炭疽热时,研究人员无意间发现了这种厉害的“编目”技术。一开始他们对苍蝇进行取样,是为了找出这些昆虫是否充当了炭疽热细菌的庇护所,因为它们曾尽情大吃感染病毒的尸体。

但是,研究人员很快注意到,“在样本中探测哺乳动物DNA可能是一个酷毙了的评估生物多样性的工具。”柏林罗伯特科赫研究所进化生物学家、该研究小组负责人Sébastien Calvignac-Spencer表示。

据《自然》杂志报道,通过利用肉类设置的诱捕网和陷阱,该研究小组从科特迪瓦Taí国家公园和非洲马达加斯加岛等地收集了许多苍蝇,研究结果显示,捕获的苍蝇中有40%携带了哺乳动物DNA。之后,研究人员测序了发现的基因材料,鉴定出16种生活在科特迪瓦的哺乳动物,其中包括9种本土灵长类动物中的6种,以及詹氏小羚羊。詹氏小羚羊是一种濒危羚羊,目前已知仅存约3500只。

而在马达加斯加岛,该研究小组鉴别出4种哺乳动物,包括两种狐猴,这些发现的哺乳动物种类占该岛所有哺乳动物种类的1/8。该研究成果发表在1月7日出版的《分子生态学》期刊上。

Calvignac-Spencer说:“这些DNA并不华丽,但却十分实用。”残留的材料让他的研究小组能够恢复那些长度足够的碎片。一般而言,动物消化系统中的酸和酶能够充分破坏并分解食物,不过苍蝇没有十分复杂的消化系统。

此外,Calvignac-Spencer提到:“通过提供这些物种的‘存货’,苍蝇可以帮助研究人员追踪濒临灭绝种群的状态,这种方法比现有的主动检索有效得多。”例如,10年前,在刚果共和国和加蓬,埃博拉病毒杀死了无数大猩猩,但是主动监测只发现了44具尸体。

“这只是大猩猩!”Calvignac-Spencer强调,“能想象出要调查绝种的蝙蝠或啮齿类动物有多困难。由此而论,苍蝇也许真的十分宝贵。”

“这是一个非常简单,但却十分聪明的点子。”丹麦哥本哈根大学遗传学家Thomas Gilbert指出。去年,Gilbert曾提出,水蛭也能够保存其动物食物的DNA。他指出,这项新研究的动人之处在于,“与我们的水蛭相比,苍蝇的分布更加广泛,因此他们能够在我们无法触及的地方进行取样”。

但是,Gilbert也注意到,保存在水蛭中的DNA更加稳定,并且持续保存时间更长。“实际上,这些方法是可以相互补充的。”他说。

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Carrion fly-derived DNA as a tool for comprehensive and cost-effective assessment of mammalian biodiversity

DOI: 10.1111/mec.12183

Large-scale monitoring schemes are essential in assessing global mammalian biodiversity, and in this framework, leeches have recently been promoted as an indirect source of DNA from terrestrial mammal species. Carrion feeding flies are ubiquitous and can be expected to feed on many vertebrate carcasses. Hence, we tested whether fly-derived DNA analysis may also serve as a novel tool for mammalian diversity surveys. We screened DNA extracted from 201 carrion flies collected in tropical habitats of Côte d'Ivoire and Madagascar for mammal DNA using multiple PCR systems and retrieved DNA sequences from a diverse set of species (22 in Côte d'Ivoire, four in Madagascar) exploiting distinct forest strata and displaying a broad range of body sizes. Deep sequencing of amplicons generated from pools of flies performed equally well as individual sequencing approaches. We conclude that the analysis of fly-derived DNA can be implemented in a very rapid and cost-effective manner and will give a relatively unbiased picture of local mammal diversity. Carrion flies therefore represent an extraordinary and thus far unexploited resource of mammal DNA, which will probably prove useful for future inventories of wild mammal communities.

Flesh-eating flies map forest biodiversity

The blowflies and flesh flies that settle on dead animals aren't just feasting on the carrion — they're sampling their DNA. Scientists in Germany have now shown that this DNA persists for long enough to be sequenced, providing a quick and cost-effective snapshot of mammal diversity in otherwise inaccessible rainforests.

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