史密森尼热带研究所 在巴拿马博卡斯德尔托罗的一个考古遗址——斯提奥德拉戈发掘出的战斗海螺壳
亚历克西斯·沙利文能够从这些贝壳中提取出脱氧核糖核酸(大约1000年前)
信用:亚历克西斯沙利文 《梦游仙境》中,爱丽丝喝了一种缩小自己的药水
在自然界,一些动物物种会缩小以逃避人类猎人的注意,这个过程需要几十年到几千年的时间
为了开始了解萎缩的遗传学,在巴拿马史密森尼热带研究所(STRI)工作的科学家们成功地从海洋贝壳中提取了脱氧核糖核酸
他们的新技术不仅将揭示从蜥蜴到狐猴等动物是如何缩小的,还将揭示隐藏在贝壳中的许多其他故事
“人类作为捕食者是独一无二的,”亚历克西斯·苏利文说,他是宾夕法尼亚州立大学的博士生,在STRI大学做短期研究员
“大多数其他动物都喜欢更小、更年轻、更老或受伤的猎物,这些猎物很容易捕捉,但人类通常会把最大的个体用来喂饱许多张嘴或作为战利品展示
" 这种对最大个体的偏好意味着较小的个体倾向于生存和繁殖,随着时间的推移,这导致了种群中较小个体的进化
沙利文的父亲是一名猎人,她记得当他还是个孩子的时候就被激起了好奇心,当时他选择牺牲最大的雄鹿的生命来阻止这种事情在当地的鹿群中发生
当她加入宾夕法尼亚州立大学乔治·佩里的实验室时,他们写了一篇论文,回顾了“人类与动物和植物纠缠的深层历史”,以及这些生物是如何因人类行为而发生物理变化的
苏利文希望写一篇关于狐猴的论文,狐猴在短短1000年内变小了近10%,这可能是人类狩猎的结果
但是由于狐猴是灵长类动物,濒临灭绝,生活在马达加斯加,采集现代和古代狐猴的DNA的后勤工作,更不用说成本了,令人望而生畏
采集现代战斗海螺样本进行DNA提取
信用:亚历克西斯沙利文 与此同时,苏利文和佩里对STRI大学的一名科学家艾伦·奥代亚及其同事的研究很感兴趣。研究表明,被称为战斗海螺的海洋蜗牛,通常被加勒比海沿岸的居民当作酸橘汁腌鱼或油条食用,在它们被收获作为食物的地区,已经逐渐变小
现代贝壳比古代“原始”珊瑚礁的贝壳含肉量少66%
在史密森尼学会的博卡德尔托罗研究站工作的后勤工作很简单,但是以前没有人从热带贝壳中提取过脱氧核糖核酸——无论是现代的还是古代的
沙利文说:“大多数已经测序的古代基因来自永久冻土中的动物或植物,这有助于保存基因。”
“我们不知道脱氧核糖核酸能否在热带环境中存活数千年
" 她采取的第一步是从新鲜的海螺组织中创建一个参考序列
然后,她转向贝壳本身
由于海螺壳的碳酸钙比骨头多得多,沙利文不得不修改一种标准方法,这种方法通常用于从人体骨骼材料中提取脱氧核糖核酸
这一关键步骤是由斯蒂芬妮·马西尼亚克推荐的,她是古代DNA专家,也是佩里实验室的博士后研究员
在改进了这种方法之后,苏利文从位于博卡德尔托罗的斯提奥德拉戈考古遗址的一个垃圾堆中取出了有一千年历史的贝壳
STRI研究助理和加州大学洛杉矶分校教授汤姆·威克研究了这个网站
亚历克西斯·沙利文告诉我们是什么让她的研究与众不同
荣誉:伊丽莎白·金和安娜·恩达拉,STRI “这些贝壳很可能是由哥伦布发现新大陆前的采集者烹制的,这使得亚历克西斯成功提取和测序脱氧核糖核酸变得更加不可思议,”威克说
最后,沙利文转向保存在中全新世珊瑚礁中的同一种海螺,同样是在博卡德尔托罗
正如他们所料,DNA保存得很差,但沙利文证明,即使是7000多年前的贝壳也忠实地保存了DNA
“我很惊讶,”奥戴说
“在温度超过20摄氏度的7000年后,这些海螺壳仍然保存着原始动物的微小DNA片段
这项工作打开了探索海螺基因变化的大门,这些基因变化与几千年来的体型变化有关,这都归功于亚历克西斯的技能和毅力
" 随着研究小组对海螺的生物学和遗传学了解得越来越多,他们将能够更好地理解人类捕捞或其他原因是否能解释为什么在经常捕捞海螺的地区,战斗海螺会更小
沙利文说:“我们特别感谢博卡斯德尔托罗的卡尤阿瓜社区,他们为我们的测试提供了海螺壳。”
她希望尽快回到巴拿马,与他们分享她的成果
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