致命兩棲病原體的預(yù)警系統(tǒng)
華盛頓州立大學正在開發(fā)的新技術(shù)可以幫助拯救世界各地的兩棲動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”雜志最近的一項研究中,華盛頓州立大學的科學家首次證明環(huán)境DNA(eDNA)可以為這一問題提供可行的解決方案。
環(huán)境DNA是一種新技術(shù),可以檢測生物流入其環(huán)境的遺傳物質(zhì)。它使野生動物科學家能夠確認各種水生生物的存在,而無需找到它們。
前WSU自然資源研究生Colleen Kamoroff和她的顧問Caren Goldberg,WSU環(huán)境學院的助理教授,在病原體影響紅杉國王峽谷山地泛黃腿蛙數(shù)量前一個月使用eDNA檢測Bd加州國家公園。
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,這將有助于保護主義者采取行動拯救受病原體折磨的兩棲動物。
“如果我們可以預(yù)測疫情何時即將來臨,我們可以采取管理行動,例如殺死Bd的抗真菌浴,”現(xiàn)在是約塞米蒂國家公園的野生動物生物學家卡莫羅夫說。“近年來,內(nèi)華達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王峽谷國家公園,以確定是否可以使用eDNA技術(shù)檢測何時從高山恢復(fù)湖中成功移除非本地魚類。這些湖泊是兩個聯(lián)邦瀕臨滅絕的山地黃腿青蛙的家園。收集樣本一個月后,三個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:“我很好奇,如果在湖泊中可以檢測到Bd,即使當時沒有生病的青蛙,我也會從中取樣。”“所以我決定運行我最初為湖泊修復(fù)項目收集的eDNA樣本,以測試Bd的存在。”
在他們位于普爾曼的實驗室中,Kamoroff和Goldberg在來自所有三個湖泊的eDNA樣本中發(fā)現(xiàn)了Bd,其中有一個死亡,但沒有檢測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,測試病原體的唯一方法是從受折磨的兩棲動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的動物,”戈德伯格說。“我們認為該技術(shù)在防止Bd在未來蔓延方面非常有用。”
環(huán)境DNA的領(lǐng)導(dǎo)者
自2011年以來,Goldberg和WSU的同事Alexander Fremier和Katherine Strickler在將eDNA從概念驗證引入物種保護的實用工具方面發(fā)揮了重要作用。
今天,Goldberg參與了許多與eDNA相關(guān)的研究項目,其中幾項涉及Bd的檢測。例如,她最近獲得了國家地理研究基金,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還與美國各地的同事合作,對湖水進行取樣,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。
戈德伯格說:“Bd是第一種新出現(xiàn)的疾病,可導(dǎo)致數(shù)十種兩棲動物種群數(shù)量下降或滅絕,而這兩種動物并未在世界范圍內(nèi)受到威脅。”“eDNA可能是一個有用的工具,有助于為保護幸存的人群提供信息。”
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