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一只小鸟的粪便可以揭开适应气候变化的秘密

生态 焦点资讯 2021-10-04 阅读 1580

希瑟·斯肯的工作是一艘优秀的破冰船。

“我去巴哈马收集鸟粪,”博士斯肯说。菲尔德自然史博物馆和芝加哥大学的学生。

谈话开始者通常会说:“你什么?”然后是“为什么?”

我们马上就到“什么”了。“为什么”可以在《分子生态学》杂志上发表的一项研究中找到,斯肯是该研究的主要作者。

事实证明,她对鸟类以及它们的粪便的研究,对候鸟的生物学产生了一些迷人的见解,并对动物适应气候变化的方式产生了更广泛的影响

对候鸟的研究非常充分,斯肯说,但在这一点上,有很多假设,没有很多答案。

她研究的前提是观察候鸟的微生物群(又名肠道细菌),以确定当候鸟在南部越冬地与北部繁殖地进行交易时,会发生什么变化(如果有的话)。

这就是大便的来源。

因为她不打算牺牲鸟类来解剖它们的内脏,所以检查它们的排泄物是下一个最好的选择。Skeen说:“全身有数以万亿计的细菌:在肠道、食道和胃中。”。“粪便为整个消化系统吸收微生物。”

导师们建议科特兰莺作为她研究的理想对象。一旦濒临灭绝,这种珍稀鸟类的数量就足够小,栖息地也非常有限,因此与更常见、更广泛的物种相比,追踪其迁徙要容易得多。

史密森保护生物研究所(Smithsonian Conservation Biology Institute)的内森·库珀(Nathan Cooper)多年来一直致力于研究科特兰莺(Kirtland’s warbler),她在巴哈马的冬季栖息地和密歇根州北部的繁殖地都进行了研究。库珀的团队在巴哈马一个人口较少的岛屿上建立了基地,斯凯恩在2017年和2018年发现了自己的位置,正在寻找用微型地理定位器标记的莺

如果说这听起来像是一个设立临时办公室的好地方,那么在某种程度上,它确实是。

“这是我工作中有过的最好的背景,”斯肯承认,但不完全是在海滩上的一天。“这也是我吃过最多的昆虫叮咬。”

Skeen和她的野外技术人员团队会在黎明前到达小道,徒步穿越科特兰喜欢的灌木丛栖息地,搜寻莺类,直到温度变得无法忍受的高温。她说:“有几天我们没有发现任何鸟类。你在炎热的天气里走了八个小时,什么也看不见。”。

斯肯说,考虑到科特兰莺的稀缺性,科学家们优先考虑鸟的舒适性。

她说:“我以前从未与濒危物种合作过。我们对这种鸟的压力非常认真。”。“当鸟类感到压力时,我们会放手。鸟类的生命是我们最关心的。”

她估计,在两年的研究过程中,他们为120只鸟类贴上了标签。一旦一只鸟安装了无线电跟踪装置,它就被放在一个蜡纸袋里,在那里它可以做它的“生意”。然后,莺被释放,斯肯将收集袋中的粪便沉积物

这是该进程的第一阶段。第二次发生在莺迁徙的另一端,密歇根州。在那里,Skeen和她的团队会等待该地区无线电发射塔发出的ping声,然后用手持无线电天线扇出扇形,跟踪他们在巴哈马标记的莺。这些鸟被重新捕获以收集第二轮粪便

“一位技术人员把我放在她的手机里,叫我‘鸟粪女士’,”斯肯笑着说

这不是一场精彩的演出,但几年前,当她从该领域的教育部门转到该领域的研究人员时,Skeen就知道了这一点。当时,她曾与博物馆的一位科学家接触,希望参与一个项目,并被问及她对研究体表寄生的咀嚼虱子有何感受。“在我的脑海里,我想‘恶心’,但我说‘当然’。”

Skeen说,在不久的过去,在迁徙的起点和终点从完全相同的鸟类身上获取任何样本都是不可想象的。

她说:“十年前,我们不可能做到这一点。追踪技术要好得多。”。斯肯说,对鸟类微生物群的基因组成进行排序的能力也是如此。

Skeen说,在项目开始时,她不知道自己会发现什么,但她所有的假设都是基于对哺乳动物的发现,哺乳动物的微生物群通常与其物种特性有关。因此,她认为柳莺的微生物群在繁殖地和冬季保持一致。

在分析和解释了收集到的样本的所有数据后,她发现了相反的情况:这两个地方的鸟类肠道细菌不同,受环境和饮食的影响比物种更大。

研究结果表明,莺的消化系统已经适应了气候和食物来源的变化。面对气候变化,这可能意味着什么后果是重大的。

“动物确实在进化,但速度很慢,”斯肯说,比气候变化要慢。“他们能够更快适应的一种方法是通过他们的微生物组。”

想一想特定动物不能消化的食物,如果这成为它们在自然界中唯一的选择呢?或者——不要过分偏离科幻领域——如果有一种营养丰富的作物需要最少的资源,可以廉价地养活整个地球,但人类却不能加工这些东西呢?  

候鸟如何改变它们的微生物群,以及这种微生物是否可以在其他生物中复制,这些都是斯肯在未来研究中提出的问题。

鸟粪女士有她的工作要做

联系Patty Wetli:@pattywetli |(773)509-5623 |[受电子邮件保护]

伯德气候变化场博物馆希瑟·斯肯

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