研究人员只用爪印研究难以捉摸的山猫

2021年2月的一个周日早上，戴夫·达菲(DaveDuffy)的孩子们告诉他，他们刚刚从位于佛罗里达州圣奥古斯丁郊外的佛罗里达大学惠特尼海洋生物科学实验室附近家中的窗户看到一只山猫。他们知道他们的父亲会想知道，因为他们已经无数次帮助他采集动物足迹样本，希望研究离开他们的生物。

达菲最初对此表示怀疑——白天在户外很少能看到山猫——最终达菲去检查了，结果发现：沙土里有六个清晰的山猫脚印。在孩子们的帮助下，他从脚印中挖出了一些小土壤样本，并将其收起来以供日后使用。

在最新的研究中，达菲和他的团队表明，他们可以轻松地从偶然的足迹中恢复山猫的DNA。他们还与杰克逊维尔动物园和花园合作，证明从山猫爪印中回收的DNA可用于确定动物的祖先背景，甚至可以识别其独特的微生物群落。所有这些都来自动物离开该地区很久之后留下的错误DNA。

此类信息可以帮助科学家保护稀有或濒临灭绝的物种，甚至包括山猫等通常难以追踪的物种。

惠特尼实验室的教授达菲说：“山猫和许多其他物种一样，它们的活动范围正在经历变化，这主要是由于人类造成的。”他指出，实验室本身已经侵占了本土山猫的活动范围，就像人类的所有发展一样。区有。“能够追踪它们的位置、它们正在使用的栖息地以及它们所处的区域可以帮助为更好的管理提供信息。”

达菲和佛罗里达大学的研究小组于11月在《生物保护》杂志上报告了他们的发现。这是一个团队的最新成果，该团队已经改进了研究环境DNA(即eDNA)的方法，eDNA是所有生物在世界上移动时留下的遗传碎片。对这种eDNA进行测序可以帮助保护海龟等野生动物，甚至可以利用废水来研究整个城镇的人口。

由于研究人员可以对样本中的所有DNA进行测序，他们还恢复了与山猫相关的微生物群落的信息。由于这些微生物可以直接影响动物的健康，因此了解这些微生物群落可以让自然资源保护主义者更多地了解他们所研究的野生动物种群。

“随着物种濒临灭绝或对气候变化做出反应，它们的范围可能会发生变化，病原体的分布也会发生变化。如果您能够恢复有关哪些微生物与您感兴趣的物种相关的信息，您就可以评估它们是否是具有以下特征的微生物：积极的好处或有害的病原体，”达菲说。“在没有见过或与个体动物互动的情况下，你也许能够判断野生种群是否健康。”

由于与杰克逊维尔动物园和花园的合作，这项研究才得以深入。动物园管理员允许进入山猫的围栏，这使得达菲的团队能够校准和确认他们的野生山猫指纹技术。他们还表明，作为非法宠物被没收的动物园山猫艾比很可能来自美国南部，因为她的DNA与德克萨斯州地区的山猫相似。

“虽然你可以用一组野生样本进行一些有趣的分析，但你需要的不仅仅是这些来严格测试这些东西。如果不是我们在杰克逊维尔动物园的合作者，我们就只有一组样本来进行分析。尝试这些技术，”达菲说。

研究人员还证明，他们可以区分山猫和密切相关的加拿大山猫的样本。由于山猫和山猫在美国北部的分布范围重叠，因此拥有能够区分一个物种和另一个物种的方法可以帮助科学家分别分析该物种，而仅依靠足迹可能是不可能的。

在最近发表在《整体环境科学》杂志上的另一项研究中，山猫印刷样本帮助科学家证明，eDNA在环境中的持续时间不同，具体取决于它来自细胞的位置。这些发现将帮助科学家在未来更仔细地解释eDNA结果。

“因为这些eDNA技术是非侵入性的，所以你不必侵入你正在研究的物种，”达菲说。“这使得它们对研究濒危物种的科学家和物种本身非常有益。”