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粪便。排泄物。粪便。排泄物。每个人都会排泄,而科学家们对此趋之若鹜——因为一旦你克服了气味,粪便就能提供大量信息。
科学家们已经利用粪便来追踪濒危物种的健康状况,例如 虎鲸。同时,水獭的排泄物能帮助科学家们了解 重要的营养物质是如何在海洋和陆地食物网中流动的。 在一项新研究中,科学家们概述了粪便的另一个绝佳用途:非侵入性地确定印度太平洋瓶鼻海豚的年龄。
研究人员有几种方法可以计算海洋哺乳动物的年龄,但这些技术可能具有侵入性。一种方法是捕捉海洋哺乳动物并提取其牙齿,然后测量牙本质生长的层数——有点像数树的年轮。另一种策略是表观遗传钟,通过 称为甲基化的过程,观察动物 DNA 在其一生中的变化。这通常需要采集皮肤样本,科学家们通过步枪或弩来采集。
牙齿提取虽然在很大程度上是安全的,但存在感染和其他健康问题的风险。正如采集皮肤组织一样,这也会给动物带来压力。日本三重大学攻读博士学位的研究的主要作者 Genfu Yagi 表示,给动物造成压力可能会改变它们的健康或行为,并模糊科学家对动物自然生态的理解。 新研究。
“因此,需要非侵入性的年龄估算方法,”Yagi 在电子邮件中说。
解决方案?改采集粪便!
2019 年和 2020 年发表的研究表明,用于从皮肤样本计算动物年龄的表观遗传钟技术,也适用于粪便样本。但那些研究人员采样的是 黑猩猩 和 日本猕猴 的粪便。Yagi 想知道,这对海洋哺乳动物是否也有效?
因此,在 2014 年至 2021 年期间,他和同事们在日本三宅岛周围潜水寻找海豚粪便。他们的目标是:一个自 1994 年以来一直在持续研究的 印度太平洋瓶鼻海豚 种群——它们的确切年龄已经得到充分记录。
信不信由你,Yagi 说,在海豚粪便中游泳并没有听起来那么恶心。
“海豚粪便有烟幕状的外观,有几个小团块,”Yagi 说。“气味并不难闻,有点像鱼腥味,而不是通常与人类或宠物粪便相关的气味。”
在实验室里,科学家们证实,通过 DNA 甲基化率测量粪便样本是估算海豚年龄的准确方法。他们的工作表明,基于粪便的过程与侵入性方法一样可靠——这是海洋哺乳动物的首次。
加州大学洛杉矶分校的遗传学家 Steve Horvath 发明了表观遗传钟技术,并于 2011 年首次测试了其计算人类年龄的有效性。“我认为这篇论文极具创新性,”他说。
尽管该方法仍需要微调和开发——例如,Yagi 的测试对哺乳期的雌性海豚效果不佳——但 Horvath 认为,通过粪便进行的表观遗传测年法可以应用于多种动物。“这对濒危物种来说非常有价值,”他说。
粪便,它还有什么做不到的?
本文首次发表于 Hakai Magazine,并经许可在此转载。