致命兩棲病原體的預(yù)警系統(tǒng)
華盛頓州立大學(xué)正在開(kāi)發(fā)的新技術(shù)可以幫助拯救世界各地的兩棲動(dòng)物免于致命的真菌病原體。Batrachochytrium dendrobatidis或Bd是一種特別討厭的真菌,可攻擊青蛙和蠑螈的皮膚。
在過(guò)去的30年中,高致命的病原體導(dǎo)致六種不同大陸的至少200種蛙類的災(zāi)難性衰退或滅絕,并且與中美洲蠑螈的無(wú)法解釋的消失有牽連。
防止Bd傳播的主要挑戰(zhàn)之一是缺乏預(yù)測(cè)可能發(fā)生爆發(fā)的有效方法。
在“水生生物疾病”雜志最近的一項(xiàng)研究中,華盛頓州立大學(xué)的科學(xué)家首次證明環(huán)境DNA(eDNA)可以為這一問(wèn)題提供可行的解決方案。
環(huán)境DNA是一種新技術(shù),可以檢測(cè)生物流入其環(huán)境的遺傳物質(zhì)。它使野生動(dòng)物科學(xué)家能夠確認(rèn)各種水生生物的存在,而無(wú)需找到它們。
前WSU自然資源研究生Colleen Kamoroff和她的顧問(wèn)Caren Goldberg,WSU環(huán)境學(xué)院的助理教授,在病原體影響紅杉國(guó)王峽谷山地泛黃腿蛙數(shù)量前一個(gè)月使用eDNA檢測(cè)Bd加州國(guó)家公園。
他們的研究表明,eDNA可以提供Bd死亡可能發(fā)生的早期信號(hào),這將有助于保護(hù)主義者采取行動(dòng)拯救受病原體折磨的兩棲動(dòng)物。
“如果我們可以預(yù)測(cè)疫情何時(shí)即將來(lái)臨,我們可以采取管理行動(dòng),例如殺死Bd的抗真菌浴,”現(xiàn)在是約塞米蒂國(guó)家公園的野生動(dòng)物生物學(xué)家卡莫羅夫說(shuō)。“近年來(lái),內(nèi)華達(dá)山脈的山地黃腿蛙的人口減少了90%以上。環(huán)境DNA可以幫助拯救世界各地的這些青蛙和其他兩棲動(dòng)物物種免于滅絕。”
出乎意料的發(fā)現(xiàn)
Kamoroff最初于2015年前往加利福尼亞州的紅杉國(guó)王峽谷國(guó)家公園,以確定是否可以使用eDNA技術(shù)檢測(cè)何時(shí)從高山恢復(fù)湖中成功移除非本地魚類。這些湖泊是兩個(gè)聯(lián)邦瀕臨滅絕的山地黃腿青蛙的家園。收集樣本一個(gè)月后,三個(gè)湖泊中的山地黃腿蛙經(jīng)歷了大規(guī)模的Bd死亡。
卡莫羅夫說(shuō):“我很好奇,如果在湖泊中可以檢測(cè)到Bd,即使當(dāng)時(shí)沒(méi)有生病的青蛙,我也會(huì)從中取樣。”“所以我決定運(yùn)行我最初為湖泊修復(fù)項(xiàng)目收集的eDNA樣本,以測(cè)試Bd的存在。”
在他們位于普爾曼的實(shí)驗(yàn)室中,Kamoroff和Goldberg在來(lái)自所有三個(gè)湖泊的eDNA樣本中發(fā)現(xiàn)了Bd,其中有一個(gè)死亡,但沒(méi)有檢測(cè)到從其他湖泊取得的eDNA樣本中的病原體。
他們的研究表明,eDNA可能是一種有前景的非侵入性方法,用于篩選湖泊和其他水體中Bd的存在。目前,測(cè)試病原體的唯一方法是從受折磨的兩棲動(dòng)物身上取下皮膚拭子。
“與皮膚拭子不同,eDNA不需要捕獲或處理你想要保護(hù)的動(dòng)物,”戈德伯格說(shuō)。“我們認(rèn)為該技術(shù)在防止Bd在未來(lái)蔓延方面非常有用。”
環(huán)境DNA的領(lǐng)導(dǎo)者
自2011年以來(lái),Goldberg和WSU的同事Alexander Fremier和Katherine Strickler在將eDNA從概念驗(yàn)證引入物種保護(hù)的實(shí)用工具方面發(fā)揮了重要作用。
今天,Goldberg參與了許多與eDNA相關(guān)的研究項(xiàng)目,其中幾項(xiàng)涉及Bd的檢測(cè)。例如,她最近獲得了國(guó)家地理研究基金,前往巴拿馬尋找瀕臨滅絕的金蛙,并確定他們?nèi)绾问褂胑DNA受到Bd的影響。Goldberg還與美國(guó)各地的同事合作,對(duì)湖水進(jìn)行取樣,以確定與Bd相關(guān)的病原體是否在歐洲肆虐蠑螈種群并未在北美建立起來(lái)。
戈德伯格說(shuō):“Bd是第一種新出現(xiàn)的疾病,可導(dǎo)致數(shù)十種兩棲動(dòng)物種群數(shù)量下降或滅絕,而這兩種動(dòng)物并未在世界范圍內(nèi)受到威脅。”“eDNA可能是一個(gè)有用的工具,有助于為保護(hù)幸存的人群提供信息。”
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