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我们编织什么网?蜘蛛影响地上和地下的食物网

2019-07-12 14:49

最近发表在《动物学快报》上的一篇论文探讨了利用DNA代谢组学编码来了解落叶林中蜘蛛对食物网的影响。通过分析他们的初步结果,他们发现许多蜘蛛物种比地面上和地下的物种都要早,这让我们对物种之间复杂的营养关系有了更深入的了解。

最近在种群动态研究方面的一项创新是“DNA条形码技术”的发展,这种技术可以从捕食者的样本中检测出猎物的DNA,或者从单个样本中更广泛地分离出多个DNA来源。通过观察顶部捕食者的内脏,有效地告诉我们什么动物构成了食物网!了解什么是吃什么以及能量如何在生态系统中传递对于自然生态系统和农业生态系统的管理是极其重要的。

最近发表在《动物学快报》(Zoological Letters)上的一篇论文的作者将这项创新技术扩展为一种新的“DNA代谢组蛋白编码方法”。他们想通过研究同一地区的多种蜘蛛来展示食物网是如何在地上和地下构造的,并意识到许多蜘蛛种类通过他们的新协议同时捕食地上和地下的猎物。

他们是怎么算出来的?

显然,从丰富的捕食者DNA中提取猎物DNA是困难的——因此,作者设计了PCR引物,可以有效地“过滤”蜘蛛亚科昆虫和其他节肢动物的DNA。在很大程度上,这种方法非常有效——只需要对鳞翅目(包括蝴蝶和飞蛾等昆虫)和半翅目(包括蝉和蚜虫)进行一些细微的区分。

一旦引物被开发出来,研究人员就前往日本京都吉田山上的落叶林收集蜘蛛——总共26种!提取DNA后,他们依次分析每个样本。整理和整理这些数据需要生物信息学分析,但他们最终能够制作出一个可视化的食物网络——显示所有从他们的蜘蛛样本中检测到的蛛形纲与六足纲的关联。

当看到这些数据时,我们就会非常清楚,像这样的技术可以显示出蜘蛛群落作为一个整体是如何推动生态系统进程的——蜘蛛吃的昆虫种类繁多,这可能会影响到各种猎物的数量。它们还以不同营养水平的昆虫为食——食草动物、真菌甚至寄生昆虫。目前还不清楚蜘蛛是直接吃寄生虫,还是寄生虫已经寄生在蜘蛛实际吃的昆虫上,更高的样本数量在未来将有助于确定哪种蜘蛛在捕食特定生态位物种时重叠。将这类研究与生态观察相结合,将对生态系统中的食物网有一个更全面的了解。

然而,这项研究最大的收获是,通过改进,这项技术可以让研究人员在几天内确定环境中捕食者和猎物之间的相互作用(至少在分子水平上是这样!)。

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