研究人员通过分析北极熊在雪地上留下的脚印中的 DNA，为保护北极熊创造了一种开创性的方法。这种非侵入性技术也适用于猞猁和雪豹等其他雪栖动物，它为收集野生动物保护的重要数据提供了一种更安全、更高效的方法。
北极熊是北极地区的标志性动物，难以捉摸且易受伤害。对北极熊种群的详细监测对保护它们至关重要--但由于北极熊很难找到，我们缺少有关种群数量以及这些种群之间联系如何的关键数据。科学家们现在开发出了一种新工具来帮助我们： 利用北极熊在雪地上留下的脚印中脱落的皮肤细胞进行 DNA 分析。科学家们已经找到了从雪地足迹中捕捉 DNA 的方法--这是一种监测北极熊等难以捉摸的动物的很有前途的非侵入性方法。
"世界自然基金会全球北极项目的 Melanie Lancaster 博士是《保护科学前沿》（Frontiers in Conservation Science）杂志上这项研究的资深作者。
科学家们的灵感来自于可以应用于微小、退化的DNA样本的法医技术。有了这些技术，就不必亲自捕捉黑熊，因为捕捉黑熊对黑熊和人类都会造成压力和危险，也会引起一些当地土著社区的担忧。取而代之的是，科学家们可以研究顺便脱落的 DNA 来源--环境 DNA。
阿拉斯加乌特基亚格维克的北极熊。图片来源：Elisabeth Kruger，世界自然基金会
文章作者之一、世界野生动物基金会的伊丽莎白-克鲁格（Elisabeth Kruger）说："许多因纽特人对侵入性研究方法表示担忧。人们担心北极熊个体的福利，以及日后可能收获北极熊的人们的健康和安全。这也是我们对这样的新方法如此兴奋的原因之一--采集样本的人甚至不需要看到或被北极熊看到。"
环境 DNA： 非侵入性工具
环境 DNA 的一种常见形式是动物排便时沉积下来的。然而，DNA 的质量并不总是足够好，无法进行保护所需的个体分析。此外，对于像科学家测试的另外两个物种--猞猁和雪豹这样的领地动物来说，粪便取样可能会影响动物的行为。因此，研究人员转而研究雪地脚印中的皮肤细胞。
"脚印中通常含有新鲜的细胞，而且由于'储存'温度很低，DNA也完好无损。通过肠道的 DNA 降解更快，因此研究起来更具挑战性，"领衔作者、瑞典 MIX 研究公司的 Micaela Hellström 博士说。
科学家们从阿拉斯加北极熊和瑞典欧亚猞猁在野外和圈养时留下的足迹中采集雪样。他们还从一只圈养雪豹的足迹中采集了雪样。他们还对毛发、唾液和粘液等其他材料进行了取样，证实足迹能提供准确的基因型。
研究人员还对 24 个野生北极熊足迹和 44 个野生猞猁足迹进行了采样。研究人员将雪融化并过滤，收集环境 DNA，然后进行微卫星分析。虽然从野外足迹采样中提取的DNA浓度很低，但仍能从87.5%的野生北极熊足迹和59.1%的野生猞猁足迹中提取核DNA。野生北极熊样本中有 13 个可以进行基因分型，确定了 12 个不同的个体。
11%的猞猁足迹可以进行基因分型，但当科学家只查看由训练有素的人员采样的足迹时，这一比例大幅上升。他们能够从 76% 由训练有素的人员采集的样本中提取核 DNA，并对其中 24% 的样本进行基因分型。
这项技术潜力巨大，可以为保护这些动物提供信息，更好地了解它们的种群和行为，并通过准确识别动物来管理与人类的冲突。虽然非侵入式采样的成功率较低，但它易于采集，因此可以显著扩大样本量。
兰开斯特说："我们希望北极熊研究界能在猎人、志愿者和土著社区的参与下采用这种方法，作为收集北极熊信息的新途径。"我们还希望这种方法能够推广到生活在雪地环境中的其他动物--我们已经证明这种方法首先适用于猞猁和雪豹。
编译来源：ScitechDaily