美國首個由人類導致的昆蟲滅絕案例被93歲的蝴蝶的DNA所證實

人們最後一次看到Xerces藍蝴蝶在1940年代初在舊金山拍打其彩虹色的翅膀。人們普遍認為它已經滅絕,這是第一個被城市發展破壞的美國昆蟲物種,但是對於它是否真的是一個物種,或者只是另一種普通蝴蝶的一個亞種群,人們的疑問揮之不去。在《生物學通訊》上的一項新研究中,研究人員分析了博物館收藏的一個93歲的Xerces
blue標本的DNA,他們發現其DNA足夠獨特,值得被視為一個物種。

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這項研究證實,是的,Xerces藍真的滅絕了,這再次為我們敲響警鐘:昆蟲保護是我們必須認真對待的事情。

“再次確認人們近100年來的想法是真實的,這是一個被人類活動驅使滅絕的物種,”菲爾德的格蘭傑生物信息中心的聯合主任和該項目《生物學通訊》論文的主要作者Felix Grewe說。

康奈爾大學昆蟲館館長Corrie Moreau說:”有一個長期存在的問題,即Xerces藍蝶是否真的是一個獨特的物種,或者只是一個非常廣泛的物種的一個種群,該物種被稱為銀色藍蝶,在整個北美西海岸都有發現,”他作為芝加哥菲爾德博物館的研究員開始了這項研究。”廣泛存在的銀藍色物種有很多相同的特徵。但是我們在菲爾德博物館的藏品中有多個標本,而且我們有普利茲克DNA實驗室和格蘭傑生物信息學中心,有能力對大量的DNA進行測序和分析,所以我們決定看看我們是否能最終解決這個問題。”

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存放已滅絕的Xerces藍蝴蝶的收藏抽屜

為了了解Xerces藍蝶是否真的是它自己的獨立物種,Moreau和她的同事們轉向了存放在菲爾德博物館昆蟲收藏室抽屜里的釘子蝴蝶標本。她用鑷子夾下了1928年收集的一隻蝴蝶腹部的一小塊。她回憶說:”這很傷腦筋,因為你想儘可能多地保護它,”她說。”邁出第一步並拉下部分腹部是非常有壓力的,但也有點令人振奮,因為我們知道我們可能能夠解決一個幾乎100年都沒有答案的問題,而這個問題是無法用其他方式回答的。”

取回了這塊蝴蝶的身體,樣本被送到了菲爾德博物館的普利茲克DNA實驗室,在那裡,組織被用化學品處理,以分離出剩餘的DNA。”Grewe說:”DNA是非常穩定的分子,它可以在它所儲存的細胞死亡后持續很長一段時間。

即使DNA是穩定的分子,它仍然會隨着時間的推移而降解。然而,每個細胞中都有DNA,通過比較DNA代碼的多條線,科學家可以拼湊出原始版本的樣子。”這就像你用樂高積木做了一堆相同的結構,然後把它們摔碎。單個的結構會被打破,但是如果你把所有的結構放在一起看,你就可以弄清楚原始結構的形狀。”

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研究作者費利克斯-格雷厄和科里-莫羅在菲爾德博物館的普里茨克DNA實驗室工作。

Grewe、Moreau和他們的同事將Xerces藍蝶的基因序列與更廣泛的銀色藍蝶的DNA進行了比較,他們發現Xerces藍蝶的DNA不同,這意味着它是一個獨立的物種。

該研究的發現具有廣泛的意義。”Xerces藍蝶是保護工作中最具代表性的昆蟲,因為它是我們所知道的北美洲第一種被人類逼到滅絕的昆蟲。有一個以它命名的昆蟲保護協會,”Moreau說,”我們把一些東西逼到了絕境,這真的很可怕,但同時我們也在說,好吧,我們所想的一切事實上都與DNA證據一致。如果我們發現Xerces藍並不是真正的滅絕物種,它有可能破壞保護工作。”

對已滅絕物種的DNA分析有時會招致讓該物種回歸的問題,就像《侏羅紀公園》那樣,但Grewe和Moreau在他們的論文中指出,這些努力可以更好地用於保護仍然存在的物種。”Grewe說:”在我們開始把大量的精力放在復活上之前,讓我們把這些精力放在保護現有的東西上,並從我們過去的錯誤中吸取教訓。

Moreau同意這個觀點,他同時指出保護昆蟲的迫切需要:”我們正處於被稱為昆蟲啟示錄的中間階段–全世界都在檢測到大規模的昆蟲減少。”雖然不是所有的昆蟲都像Xerces藍蝴蝶那樣有魅力,但它們對生態系統的運作有着巨大的影響。許多昆蟲實際上是保持許多生態系統健康的基礎。它們使土壤通氣,使植物生長,養活食草動物,再由食草動物養活食肉動物。每一隻昆蟲的損失都會對整個生態系統產生巨大的連鎖反應。

除了該研究對保護的影響外,Grewe說,該項目展示了博物館收藏的重要性。”當這隻蝴蝶在93年前被收集時,沒有人考慮對其進行DNA測序。這就是為什麼我們必須繼續收集,為未來100年的研究人員收集。”

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