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  《美国新闻与世界报道》杂志报道,黑白纹相间的条形码是我们再熟悉不过的了。在超市的收银台,收银员用扫描仪扫描商品上的条形码,无论你买的是牛奶还是番茄汤罐头,扫一下便知。8年前,生物学家研发出他们自己的条形码,同样用于身份识别,但这种条形码并不是印在物品上,而是存在于所研究的动植物DNA中。

  根据在8月举行的美国生态学会会议上公布的研究,DNA条形码已经成为生态学研究的重要工具,不仅用于物种鉴定,同时也帮助生物学家进一步了解生态系统内发生的相互作用。DNA条形码是一个特定的DNA片段序列,拥有足够的可变性以确定物种出身。在发现一种未知物种或者物种的一部分时,研究人员便描绘其组织的DNA条形码,而后与国际数据库内的其他条形码进行比对。如果与其中一个相匹配,研究人员便可确认这种物种的身份。

  自1975年以来,美国宾夕法尼亚州大学生物学家丹·詹森便对哥斯达黎加西北部的昆虫以及它们食用的植物进行研究。他与同事捕捉了近50万只幼虫,培育大约5000种蛾和蝴蝶直至它们发育成熟,同时为大约2000种昆虫寄生虫进行编目。

  2003年,詹森的研究小组开始为目录中的昆虫描绘DNA条形码。根据他们的研究发现,1种他们原以为以10种植物为食的蝴蝶实际上是10种不同的蝴蝶种群,每一种以1种植物为食;1种看似单一种群的黄蜂实际上是36种截然不同的种群;对16种苍蝇种群进行分析后发现,它们实际上是73种独特的种群。詹森在相隔仅1000米的区域内捕捉皇帝蛾,两群皇帝蛾的DNA条形码差异比例达到8%,证明一个单一种群分化成两个种群。

  在南太平洋塔希提岛附近的法属波利尼西亚岛屿茉莉亚岛,一项大型DNA条形码计划已经进行到第4个年头。从山顶到深海,一支国际科学家小组确认了体长超过大约1毫米的所有生物并描绘DNA条形码。迄今为止,科学家共为茉莉亚岛上超过三分之二的居民编制目录,涉及到大约6500个物种。如此高的覆盖率是研究茉莉亚岛生态系统的第一步。在这座岛屿的一些栖息地,物种拥有的可辨认特征并不是很多。

  茉莉亚岛生物代码项目负责人、史密森尼学会的克里斯·梅耶表示,根据鱼类胃内容物破译其饮食结构就像根据干衣机内的棉绒判断衣服使用何种布料一样。如果你找到一个纽扣,判断它来自哪条裤子并非难事。但如果是一小团绒毛,你就很难判断到底是来自蓝毛巾还是蓝色牛仔裤。在这种情况下,DNA条形码便成为一个强有力的工具。

  梅耶与同事马特希·莱雷和J. T.伯赫姆对3种鱼类的胃内容物进行DNA排序,而后描绘条形码。令他们感到吃惊的是,有多达69种捕食性物种与他们数据库中的条形码相匹配。这个数据库涵盖一个生物目录,涉及到蠕虫、其他鱼类、软体动物和甲壳类动物。

  研究发现,只有一种枪虾和一种东方扁虾这两种捕食性物种成为一种以上的捕食者的猎物。梅耶表示:“捕食者的猎物选择——至少这项研究中涉及的物种——要比我们此前认为的更具有配置性。”目前,生态学家开始将捕食者与猎物间的这种关系与生态系统模型结合在一起,用于测试这种资源配置如何支持珊瑚礁的恢复,尤其是在面临气候变化以及最近的外来物种入侵呈上升趋势的情况下。

  目前,一系列DNA条形码计划正在世界各地进行。在加拿大丘吉尔的北极圈附近地区,科学家对6000种物种进行编目,包括数量惊人的昆虫;在新几内亚,DNA条形码用于了解蝴蝶的进化;在波多黎各,这种条形码又被用于破译森林的结构。梅耶说:“DNA条形码就像是放大倍率10x到100x的显微镜。”借助于这项技术,研究人员能够较以往更进一步了解生态系统,获取更多细节。

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channelId 1 1 "DNA条形码"成为生态学研究重要工具 1 《美国新闻与世界报道》杂志报道,黑白纹相间的条形码是我们再熟悉不过的了。在超市的收银台,收银员用扫描仪扫描商品上的条形码,无论你买的是牛奶还是番茄汤罐头,扫一下便知