袋狼

追捕袋狼,澳大利亚难以捉摸的塔斯马尼亚虎

图片来源:Diomedia, Getty Images, dreamtime

现代科学是如何打破关于已经灭绝的有袋动物捕食者塔斯马尼亚虎的神话的。

尽管塔斯马尼亚虎身上有条纹,但它实际上并不是老虎。也不是狗。“袋狼”是由学名Thylacinus cynocephalus衍生而来,1982年正式宣布灭绝,其最后一个已知标本于1936年在霍巴特动物园被圈养时死亡。

新南威尔士大学医学科学学院的神经学家肯尼思·阿什韦尔教授认为,袋狼在澳大利亚大陆灭绝是因为它无法与澳洲野狗竞争。澳洲野狗从未穿过巴斯海峡进入塔斯马尼亚,但由于没有它们,欧洲殖民者猎杀袋狼,使袋狼几近灭绝。这只“老虎”被认为是在偷羊,因此悬赏它的头。

新南威尔士大学生物、地球和环境科学学院的古生物学家迈克·阿彻教授说,实际上,野狗才是罪魁祸首,因为袋狼最喜欢的猎物是“吉娃娃大小”的沙袋鼠。现代科学,即由行为生态学家玛丽·阿塔尔德领导的一项研究表明,它的下巴可能太弱了,无法与大型猎物搏斗。

阿彻回忆起他第一次想到克隆袋狼的时候。他说,这是一个尴尬的时刻,因为当时还“没有多莉羊”,他的同事们的反应是笑声。

1999年至2003年期间,阿彻担任澳大利亚博物馆馆长,该博物馆收藏了包括一只袋狼幼崽在内的标本。“18世纪的解剖学家非常细致,他们保存了幼鱼和成年鱼,”他说。没有人知道为什么它被保存在乙醇中,而不是像当时的习俗那样去皮晾干,但这是偶然的,因为这样保存了它的DNA。尽管在处理过程中也有很多人类DNA污染,但牙齿细胞被一种坚硬的基质保护着,细菌无法接触到。

阿彻将澳大利亚独特的动植物群落描述为镜子的另一面。阿彻尔说,达尔文在新南威尔士州的惠灵顿洞穴中发现了巨型袋熊的证据后,才意识到动物的进化可以就地改变。“如果你是一个发现迷,澳大利亚有大量未被发现的东西。

尽管被宣布灭绝,但在澳大利亚大陆和塔斯马尼亚,“塔西虎”的目击人数仍高达数百人。野生动物生物学家和环保主义者尼克·穆尼(Nick Mooney)说,塔斯马尼亚州的大多数目击事件都发生在西部、西北部和中部高地,尽管由于没有中央数据收集,很难具体说明。穆尼经常参与核实目击事件。然而,他也认为目前还没有确凿的证据——尽管他希望害羞的夜间活动的袋狼可能仍然存在。

穆尼说,袋狼侦探需要跟踪摄像机,也就是摄像机陷阱,这是大多数野生动物的标准调查方法。“我知道有人在灌木丛里有多达50条短信,都在给他们发短信。它们彻底改变了搜索。人们也开始使用复杂的听觉记录方法——现在有些设备可以搜索内置的特定声音。不幸的是,我们没有袋狼的记录。”

与此同时,袋狼的同类袋类动物——塔斯马尼亚袋獾不仅成功地生存了下来,而且在塔斯马尼亚繁衍生息,数量达数千只。穆尼说,它还没有大到让人害怕,也从来没有被贴上“老虎”的标签。

穆尼不赞成克隆袋狼,他说无论如何他也看不到克隆的袋狼被放归野外。

在新西兰奥塔哥大学的实验室里,遗传学家尼尔·格默尔正准备前往苏格兰尼斯湖水湖中提取环境DNA,尼斯湖水怪被认为是尼斯湖水怪的栖息地。他希望对难以捕捉的尼斯湖水怪踪迹的搜寻可以在塔斯马尼亚的陆地上复制,以发现袋狼是否已经灭绝。

格默尔和一个国际团队将在尼斯湖中鉴定物种,包括一种可能的深海怪物。格默尔将在三个不同深度采集水样,并对DNA进行测序。

环境DNA (eDNA)是来自皮肤、鳞片、羽毛、皮毛、粪便、尿液和唾液的微小片段,可以与DNA数据库进行匹配。这是一种DNA分析,但和苏格兰场的不太一样。Gemmell说:“我们的重点是评估环境中物种的组成,而法医学通常侧重于评估个体之间的差异。”

他描述了DNA提取的“相对简单的过程”:“水样经过过滤……以保留样本中所有的游离细胞。然后,我们使用相当标准的方法从材料中提取DNA——通常包括用洗涤剂溶解,用酶分解蛋白质,并用一系列溶剂提取DNA。一旦提取出来,DNA就会用乙醇沉淀,并在缓冲液中重新悬浮,以防止它进一步分解。”

格默尔同意,在陆地环境中,eDNA也可能被用来寻找袋狼的证据。与此同时,死去的袋狼仍有新的发现。大脑进化专家阿什韦尔教授说:“核磁共振成像和弥散张量成像为研究稀有和濒危动物的大脑连接开辟了一些令人兴奋的可能性。”

他正在与亚特兰大埃默里大学医学院的神经科学家格雷戈里·伯恩斯教授合作,他解释说:“死后的大脑通常保存在福尔马林和酒精的混合物中。MRI有能力检测灰质(神经元和突触)和白质(轴突-神经元之间的连接)之间的差异。

弥散张量成像(DTI)进一步测量了水分子如何沿轴突运动。[由此],我们可以重建一个粗略的大脑内部接线图,称为连接体。然后,我们比较这些图表在不同物种之间的差异。”扫描结果显示,袋狼捕食者的大脑比袋獾的大脑有更多的额叶皮层。这可以证明在寻找午餐时更多的决策和计划。

然而,“公平地说,袋狼的执行计划不像犬科动物那么复杂,”阿什维尔教授说,“因为袋狼专门负责这项功能的皮层区域(额叶关联)更小。”Berns指出,一种有趣的可能性是,由于有袋动物的妊娠主要发生在育儿袋中,这可能会对大脑的发育产生影响——胎盘对发育中的动物来说比通过牛奶摄入营养更有效地代谢。维多利亚博物馆的研究助理克里斯蒂·希普斯莱博士做了一种不同类型的袋狼扫描。

这位进化生物学家/脊椎动物古生物学家说,博物馆馆长不喜欢研究人员切割他们的标本,所以希普斯莱用CT扫描仪制作了3D数字模型。她说,当涉及到检查软组织时,扫描是有限的,“计算机模型正在生成,也允许将软组织信息与CT扫描集成,例如,估计与已知肌肉方向相关的骨骼应变和应力”。这种方法对于重建灭绝动物的生物力学特性非常有价值。

克里斯蒂·希普斯莱和安德鲁·帕斯克抱着腌制的袋狼幼崽

Andrew Pask副教授(左)和Christy Hipsley博士

图片来源:Diomedia

2016年,希普斯莱在墨尔本大学做了一次演讲。正是在那里,墨尔本大学生物科学学院的安德鲁·帕斯克副教授请她将袋狼的头骨与狼和狐狸的头骨进行比较。

希普斯利解释说:“在医学CT扫描或CAT扫描中,当x光管在身体周围移动拍摄x光片时,人躺着不动。”“我们使用的CT扫描仪的不同之处在于,当物体在管和探测器之间旋转360度时,x射线源是静止的。之后的过程本质上是相同的:一系列单一的x射线被组合成一个可以在三维中可视化和数字‘解剖’的体积。”

他们发现,这种有袋类食肉动物已经适应了长四肢来捕捉猎物。但作为一种有袋动物幼仔(不是幼崽),袋狼的生活方式却恰恰相反。用希普斯莱的话说,它们通常是早产的,必须从产道爬进母亲的育儿袋,在那里它们附着在乳头上,继续生长。这意味着与后肢相比,他们的前肢在出生时就已经高度发达了。希普斯莱补充说:“我们发现,在离开育儿袋前一个月左右,它们的比例发生了逆转,后肢迅速生长,超过了前肢的长度。”

帕斯克副教授认为这是哺乳动物进化趋同的最惊人的例子(当两种不同的动物长得看起来一样时):“我们现在问自己,当两种动物进化得看起来非常相似时,就像袋狼和狼一样,它们的基因组是否也反映了这种相似性——也就是说,我们能在两个物种的DNA代码中看到类似的变化,从而推动它们相似的体型进化吗?”

随后,帕斯克跟随阿切尔对袋狼的基因组进行了测序。据他说,之前对基因组进行测序的尝试受到了博物馆标本中DNA质量的阻碍。随着时间的推移,DNA会分解成许多小片段,而博物馆的大多数标本(骨头和皮肤)只有很小的DNA片段——这一事实阻止了之前对基因组进行测序和构建的尝试。

他解释说:“我们从维多利亚博物馆找到了一个样本,它的DNA异常完整,所以我们能够获得足够大的基因组片段。”“我们使用了标准方法,与用于人类基因组测序的方法相同,来生成数据,然后使用超级计算机构建基因组。”

帕斯克说,“灭绝角度”还有很长的路要走,但他们确定基因组的哪些区域推动了袋狼的进化,最终将有助于实现这一目标。

这并不是跨物种克隆的第一个例子。阿彻教授说,袋獾可能是宿主卵子捐赠者,它自己的DNA已经失活了。他提到了体细胞核移植(SCNT),它使多利羊复活。然而,从袋狼细胞中提取的细胞核,无论是完整的还是重建的,都将被注射到魔鬼未受精的、核灭活的卵细胞中。一个微小的电击会使细胞核开始作为新的杂交细胞的一部分运作,之后它将被植入它的魔鬼母亲的代孕子宫。

阿彻建议,或者,CRISPR可以用来改变魔鬼卵核中的基因组,使其与袋狼的DNA序列相匹配。否则,考虑到快速发展的技术,应该很快就有可能直接合成新的袋狼新染色体,而不必改变另一个物种染色体的DNA。

技术的快速发展给进化带来了什么?这样的速度肯定会对自然界产生不可预见的影响。阿彻认为,克隆技术已经成为农业的标准技术,而规避风险仍然会“让人类呆在洞穴里敲打石头”。他说,与生态学家所希望的相反,栖息地保护正在急剧失败。他总结道:“我们不能放弃其他策略,比如冻结濒危物种DNA的冷冻方舟。”

不过,阿彻也提出了另一种选择——饲养本地动物作为宠物。如果我们找到的是袋狼而不是梗犬,那么塔斯马尼亚虎今天还会活着吗?

袋狼博物馆(www.naturalworlds.org/thylacine/index.htm)有一个袋狼标本数据库,以及最后一只塔斯马尼亚虎“本杰明”的信息。

你好,基蒂

英国野猫目击事件

今年3月,人们发现了一只巨大的野猫——世界上有记录以来最大的野猫之一。这只绰号为Clashindarroch野兽的动物在苏格兰阿伯丁市附近被摄像机捕捉到。

这只动物从鼻子到尾巴估计有1.2米长,是在苏格兰高地开展的野猫保护项目中被发现的。

但在英国,看到大型异国猫并不罕见。

在2004年4月至2005年7月期间,仅在约克郡就有127次目击反常大型猫科动物的记录,但大多数报告都不太可靠。

1980年,一只美洲狮在苏格兰因弗内斯郡被捕获。在此之前的几年里,当地农民泰德·诺布尔(Ted Noble)在该地区发现了一只与被捕获的猫科动物特征相符的大猫,这促使当地农民安装了一个笼子陷阱。这只美洲狮随后被送入高地野生动物园,并被命名为“费利西蒂”。她死后被制成标本,放在因弗内斯博物馆。

1989年,人们在什罗普郡的路边发现了一只被车撞了的丛林猫。

维塔利Vitaliev

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