从现代、古代和化石热带贝壳中提取的DNA
从现代、古代和化石热带贝壳中提取的DNA
【字体： 大 中 小 】 时间：2021年02月25日 来源：Smithsonian Tropical Research Institute
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下次吃海鲜时，要考虑一下长期的影响。一直吃最大的鱼或最大的海螺，是否意味着只有较小的个体才有机会繁殖？
在梦游仙境中，爱丽丝喝了一种药水使自己收缩。在自然界中，一些动物物种为了躲避人类猎人的注意而缩小体型，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DNA。他们的新技术不仅将揭示从蜥蜴到狐猴等动物是如何萎缩的，还将揭示隐藏在贝壳中的许多其他故事。
宾夕法尼亚州立大学博士生亚历克西斯·沙利文（Alexis Sullivan）说：“人类作为掠食者是独一无二的，他作为STRI的短期研究员进行了实地研究。”大多数其他动物喜欢较小的、较年轻的、较年长的或受伤的猎物，这些猎物很容易被捕获，但人类通常会把最大的个体作为一个战利品来喂养许多张嘴或展示。”
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，会导致种群中较小个体的进化。沙利文的父亲是一名猎人，她记得小时候，当他选择放过最大的鹿的生命，以防止这种情况在当地鹿群中发生时，她很好奇。
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“人类与动植物纠缠的深刻历史”，以及这些生物是如何因人类行为而发生物理变化的。沙利文希望写一篇关于狐猴的论文，狐猴在1000年内变小了近10%，这可能是人类捕猎的结果。但由于狐猴是灵长类动物，濒临灭绝，而且生活在马达加斯加，所以采集现代和古代狐猴DNA的后勤工作，更不用说成本了，是令人望而生畏的。
与此同时，沙利文和佩里对STRI的一位职员科学家亚伦·奥迪（Aaron O'Dea）及其同事的一项研究很感兴趣，他们的研究表明，海洋蜗牛被称为斗螺，加勒比海沿岸居民通常将其作为长颈鹿或油条食用，但在收获它们作为食物的地区，这些长颈鹿已经逐渐变小。现代贝壳的肉含量比古代“原始”珊瑚礁的贝壳少66%。在史密森学会博卡斯·德尔·托罗研究站工作的后勤工作很简单，但以前从来没有人从热带贝壳中提取过DNA——无论是现代的还是古代的。
“大部分被测序的古代DNA都来自永冻层中的动植物，这有助于保存DNA，”沙利文说我们不知道DNA是否能在热带环境中存活几千年。”
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。然后她移到了贝壳上。由于海螺壳的碳酸钙含量远远高于骨骼，沙利文不得不修改通常用于从人类骨骼材料中提取DNA的标准方法。这一关键步骤是由古DNA专家、佩里实验室博士后斯蒂芬妮·马西尼亚克（Stephanie Marciniak）推荐的。
改进方法后，沙利文从博卡斯·德尔托罗（Bocas del Toro）西蒂奥·德拉戈（Sitio Drago）考古遗址的一个垃圾堆中搬进了千年前的贝壳。斯特里研究院副研究员和加州大学洛杉矶分校教授汤姆·威克对这个地点进行了研究。
“这些贝壳可能是由他们在哥伦布之前的收割机煮熟的，这使得亚历克西斯对DNA的成功提取和排序更加令人难以置信，”威克说。
最后，沙利文转向了保存在中全新世珊瑚中的同一种海螺暗礁，又是在博卡斯德尔托罗。正如他们所料，DNA保存得很差，但沙利文证明，即使是7000多年前的贝壳也能忠实地保存DNA。
“我很惊讶，”O'Dea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DNA的微小片段。这项工作开启了探索几千年来海螺与大小变化相关的基因变化的大门，而这一切都取决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有了更多的了解，他们将能够更好地理解人类的收获或其他东西是否解释了原因沙利文说：“我们特别感谢博卡斯德尔托罗的卡约阿瓜社区为我们的测试提供了海螺壳。”。她希望很快回到巴拿马与他们分享她的成果
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