每袋茶包里,都有上百种昆虫DNA

前沿科技 2年前 (2022) 虚像
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每袋茶包里,都有上百种昆虫DNA

茶叶与昆虫的互动痕迹

在一片绿油油的茶园里,一只正在授粉的蜜蜂停一在一株茶树上;在它不远处,还有一只正在偷偷啃食翠绿茶叶的毛毛虫,它正打算在这里 " 安营扎寨 " 结成茧;再往旁边看看,你会看见一只蜘蛛正在辛勤织网 …… 待到恰好的时节,这些茶叶会被采摘,在经过烘焙、捣碎等一系列工序后,被装进茶包送到商店,最后被你买回家中。

如果茶包里的茶叶会说话,或许它们能告诉你,曾有多少昆虫在它们身上驻足停留过。让你知道在这杯即将被你饮下的茶里,残留着多少虫子的足迹。

我们似乎很难非常具体地知道,发生在动物和植物之间的互动。的确,许多这样的互动是难以被记录的,这样的研究需要投入大量的时间和精力。最近,一组德国生物学家发现了一种可用来揭示这种互动的新方法。

在一项新发表于《生物学快报》上的研究中,研究团队报告了他们通过对干燥的茶叶和草本植物进行环境 DNA(eDNA)测试,发现了超过 1200 种不同节肢动物物种的痕迹。

在干燥的茶包里寻找 eDNA

节肢动物是多样化程度最高的一类动物种群,作为传粉者、猎物和生物防治剂,它们对全球生态系统的功能都至关重要。根据近年的报告记录表明,昆虫数量正在下降,因此对节肢动物群落进行监测显得尤为重要。

对节肢动物的监测通常采用被动采样的方法,比如使用陷阱诱捕。但用这些被动采样法所捕获的节肢动物的多样性往往非常局限。在过去的几年里,环境 DNA(eDNA)分析彻底改变了生物监测领域。

所谓 eDNA,指的是由生物体掉落到周围环境中的 DNA。节肢动物可以通过在植物上排泄、咀嚼或抓挠来释放它们的 DNA。一旦植物变得干燥,eDNA 就会稳定地保留在那。这意味着干燥的植物是寻找节肢动物 eDNA 的优秀来源。

发现 1200 多种 eDNA

在新研究中,研究团队从商店搜寻了来自世界各地的茶和草本植物,他们对甘菊、薄荷、茶叶和欧芹 4 种植物进行了 eDNA 分析。他们购买了不同品牌生产的同种产品,以确保每种植物都有不同的产地,以此来最大限度地增加所能找到的节肢动物的数量。

他们发现,提取到的绝大多数 DNA 均来自植物本身,其占比高达 99%,只有很小的一部分 DNA 属于昆虫。具体来说,研究团队在 40 份干燥的样本中,发现了 1200 多种节肢动物独有的 eDNA,平均每份样本中存在至少 200 种不同节肢动物的 eDNA

此外,并不是所有检测到的 DNA 都能与已知物种相匹配。对于那些可被识别的物种 DNA,研究人员发现它们与已知物种的地理分布相吻合。例如,薄荷茶中含有来自美国太平洋西北地区种植薄荷区域的昆虫 DNA,而绿茶中含有来自东亚的昆虫 DNA。

扩大 eDNA 的研究范围

昆虫经常可以在不经意间被输送到世界各地,虽然大多数物种无法在旅途中存活下来,但一旦迁徙成功,就可能在新的地方继续造成破坏。如果能够在这些有害物种出现在一个新的地方后就立即发现它们,有助于在害虫数量飙升之前就启动干预管理程序。

从干燥的植物物质中分析节肢动物的 eDNA 可以有助于我们识别农业害虫,追踪非法植物的地理来源,以及监测节肢动物群落。许多 eDNA 研究都面临一个问题,那就是一小群研究人员所能获得的样本数量总是有限的。

使用茶叶和草药进行 eDNA 分析,就可以轻松绕过这个问题,在某种程度上,生产这些产品的公司相当于在不知不觉中帮科研人员完成了抽样,使得科学家可以更容易地收集世界各地的昆虫数据,扩大了 eDNA 的研究范围。此外,这种分析法可以应用于任何其他干燥的植物,使其成为监测濒危昆虫物种和跟踪作物害虫传播的潜在宝贵工具。

研究团队希望,他们的方法可以让孩子们对生态和昆虫保育产生兴趣。他们鼓励孩子们也加入到这项研究中,虽然实际的分子分析需要使用昂贵的高科技设备才能完成,但收集和干燥植物却很容易在家里就做到。孩子们只需要一个信封、一个密封袋和一包二氧化硅(干燥剂),就可以迅速收集和干燥植物,用于未来的 eDNA 研究。他们希望通过这些社区科学项目,能够获得大量有关于植物和昆虫相互作用的信息。

原文地址:http://www.myzaker.com/article/62e69e188e9f0905f34aee21

版权声明:虚像 发表于 2022年8月1日 am10:41。
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