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DNA普查野生大熊貓數目
2006-07-17
科學家利用分子生物學技術發現,大熊貓不僅在數量上超出原先的估計,而且也沒有出現令人擔心的近親繁殖現象。
一度瀕臨絕滅境地的大熊貓似乎迎來轉機,最新的研究顯示,這種優雅、可愛的動物可能會陪伴我們更長的時間。
6月20日,權威刊物《現代生物學》(Current Biology)在封面文章中說,四川省平武縣王朗自然保護區的大熊貓不僅在數量上要超出原先的估計,而且也沒有出現令人擔心的近親繁殖現象。
在涪江上游濃密的竹林里,中科院動物所研究員魏輔文領導的中英聯合研究小組找到了相關的分子證據。他們用了近2年時間,仔細搜索了王朗自然保護區的每一條河溝,最終確定在這里生存了66只野生大熊貓。
這個數字,比1998年國家第三次大熊貓普查的結果高出2倍。
“我們或許能夠推斷中國野生大熊貓的總數可能達到2500-3000只。”參與該項研究的英國卡迪夫大學生物多樣性專家布拉福德(Mike Bruford)說。
“遺傳身份證”
雖然動物園里的大熊貓總是一副慵懶的模樣,但野生大熊貓卻異常機警,行動迅速,一旦發現有人靠近,頃刻間便消失在竹林中。
因此科學家們決定利用DNA技術來追蹤野生大熊貓的生活軌跡。
秘密就藏在大熊貓的糞便中。這些糞便呈橄欖形,中間圓,兩頭尖,黃綠相間。在分子生物學實驗室,科學家可以從糞便中提取大熊貓腸道脫落細胞的DNA進行分析。每一組DNA分子探針,便是一只大熊貓的“遺傳身份證”。
中英聯合研究小組在王朗及其周邊地區總共收集到370團糞便。這是一項十分艱辛的工作,博士研究生詹祥江曾經掉下山崖,差點丟掉性命。
此前的30多年里,科學家也是通過糞便來識別不同的大熊貓個體。
眾所周知,大熊貓以吃竹類為生。大熊貓專家、西華師范大學教授胡錦矗說,大熊貓進食時總是先把竹子掰斷,然后把一段竹子咬成幾小節,等到嘴巴塞滿后一起咀嚼。和人吃甘蔗類似,它們只吸吮竹壁細胞的內含物。不同的是,大熊貓并不吐出渣子,而是把嚼扁了的竹節整個地吞下去。
這個細節讓科學家找到了鑒別大熊貓的蛛絲馬跡。在大熊貓的腸胃中,沒有分解纖維素的酶,這使得它們的糞便里面依然有未消化的成形的竹節纖維,而不同的大熊貓個體在進食時咬節的長短并不相同,遺留在糞便中的竹節纖維的長短也不盡相同。
先前的研究表明,1歲半的大熊貓咬節的平均長度為2.7厘米,2歲半到3歲半的大熊貓為3.5厘米,更大一些的熊貓為4厘米。
從1968年開始的全國大熊貓普查都是依據“咬節長度”來估算大熊貓的數量,但是它并不能準確判別年齡接近的個體。
新的方法無疑更為精確。魏輔文說,它已在熊類和其他一些野生動物上得到很好的應用,采用分子標記來確定不同的野生大熊貓個體,精確度超過98%。
意外的發現
由于竹類的低營養和低消化率,大熊貓只能不停地進食。胡錦矗測算,一只成年大熊貓每天大約需要12.5公斤的冷箭竹,進食時間超過13小時。相對應的是,它們排泄的次數也很驚人,一只大熊貓平均每天排100團以上的糞便。
這些糞便,并不需要全部收集。經過初步篩選,研究小組在王朗自然保護區內搜集了270團糞便———可以明顯確定為同一只個體的糞便只收集3-7次。此外,為了排除王朗周邊地區可能前來“串門”的大熊貓,工作人員還前往九寨溝、勿角、黃龍等自然保護區收集了100團糞便。
回到北京后,研究小組一共確認了95個不同的DNA組合。這些“看不見、摸不著”的野生大熊貓,它們的生活軌跡立刻可以在沙盤上推演:有66只屬于王朗,8只屬于白馬,10只屬于黃龍,6只屬于勿角,還有5只在王朗與勿角之間徘徊。
這項研究的本義,是揭示王朗地區大熊貓的種群生態學過程。科學家想知道神秘的野生大熊貓如何遷移擴散,它們的社會結構如何組成,以及遺傳多樣性是否衰退等。因此第一步,就應確定這些野生大熊貓的個體。
“我們最早并不是去調查大熊貓的數量,但現在可以肯定的是,在王朗自然保護區大概生活著66只野生大熊貓,其中35只是雄性,31只是雌性。”魏輔文說。
這個發現讓研究小組頗感意外。王朗是我國最早進行大熊貓普查的保護區。1968年,這里的大熊貓數量是196只,到了1985年只剩下19只,1998年進行第三次普查時數量回升到27只。而最新的調查數量是原先估計的2.4倍。
研究小組并不把增長的原因完全歸功于大熊貓棲息地的保護,“即使處于最好的繁育條件之下,大熊貓種群也不可能有如此大幅的增長。”他們認為,更重要的原因是傳統的估算方法存在一定的誤差,其次是本次野外調查的強度更大,發現野生大熊貓的機會更多。
不能過于樂觀
那么,在其他40多個大熊貓自然保護區呢?魏輔文率領的團隊正在陜西秦嶺尋找新的證據。
一個隨之而來的推斷是,如果在這些地區也存在著類似的誤差,而影響種群發展的其他因素不變,那么大熊貓的實際數量將遠遠超出第三次普查的1596只,可能達到2500-3000只。
但即使真的到了3000只,仍在國際公認的種群“瀕危水平”之下。不過,極其有利的是,科學家發現,王朗地區的大熊貓“個個都擁有一副健康的體魄”。
魏輔文說,它們的遺傳多樣性在瀕危食肉動物中居于中上等水平,具有比人們預想的還要好的長期生存能力。
1980年代,四川發生大范圍的竹子開花和死亡后,大熊貓的數量曾經大幅下降,科學家一度擔心,這里的大熊貓種群會因近親繁殖而快速衰退。而現在,王朗讓人們看到了大熊貓家族“香火興旺”的希望。
研究成果在《現代生物學》上甫一發表,便吸引了全世界的目光。美國《科學》雜志認為,利用遺傳數據可以準確地確定大熊貓數量。他們援引國際著名熊類分類學家貝勒曼(Eva Bellemain)博士的話說,很多研究都證明了傳統的野外調查方法的準確度遠遠比不上遺傳學方法,新數據應該更具可信度。
但在樂觀中,科學家依然保持了一份清醒。“這個結果讓人驚喜興奮,但并不能過于樂觀地理解為大熊貓已經脫離了危機,它只是給了我們更多的時間去改變熊貓的未來。”布拉福德這樣告訴路透社。
一個值得關注的現實是,越來越多的公路正在把大熊貓的棲息地割裂開來,一些保護區也試圖把其中的一部分開發成旅游區。而在胡錦矗看來,大熊貓保護成敗的關鍵依然是棲息地的保護。
王朗保護區的大熊貓個個都擁有健康的體魄
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