冰冻的松鼠粪便保存了数百种动物的古老DNA
北极地面松鼠从多种来源收集食物,并将其储存在巢穴中。育空政府提供的资料显示,700,000年前的丰富而复杂的生态系统,包括毛象、野牛、马和大型猫科动物,因冷冻粪便中保存的DNA而被揭示。北极地面松鼠(Urocitellus parryii)是长约40厘米的啮齿动物,分布在北美和西伯利亚的寒冷地区。过去,这些区域通过陆桥相连,整个地区被称为白令地区。“松鼠每年冬眠约八个月,在它们清醒的四个月里,它们确实需要出去觅食,并尽可能多地将资源带回巢穴,”加拿大坎贝尔河的哈凯研究所的泰勒·默奇说。这意味着它们的巢穴中经常包含丰富的粪便颗粒和食物储藏,这使得这些动物像“自然档案管理员,”默奇说。为了查看这一档案中可能存储的内容,他和同事们研究了来自加拿大育空中13个在永久冻土中冷冻的北极地面松鼠巢穴的保存粪便(称为粪化石)。这些巢穴的年龄在大约30,000年至700,000年前。从每个大约1到2厘米长的排泄物中,研究小组提取了属于广泛生物体的DNA。这些生物包括微生物、200多种不同的植物和动物,包括昆虫、其他啮齿动物、毛象、马、灰狼、草原野牛和一个要么是美洲猎豹,要么是美洲狮的大型猫科动物。“这是在白令冰河时代生态系统中生存的所有生物体的完整构成,”默奇说。你可能会认为地面松鼠主要以坚果和种子为食,但事实上并非如此。 “它们实际上是相当杂食性的,几乎像小熊一样。有报告称地面松鼠吃掉了驼鹿和猞猁的尸体,所以在它们的粪便中发现所有这些大型动物并不令人惊讶。”在加拿大育空发现的古代北极地面松鼠粪便颗粒由阿尔伯塔大学的杜安·弗罗斯提供。默奇和他的同事们能够利用他们找到的DNA重建不同时期许多动物的线粒体基因组。这些包括12只地面松鼠(一条谱系可追溯到700,000年前)、三匹马、两只野牛和一只野兔。他们还发现了足够的DNA,拼凑出六个毛象基因组,但具体细节将单独公布。“这些是保存极好的样本,真正展示了育空的生态多样性,”南卡罗来纳州克莱姆森大学的凯尔西·威特说。她表示,难以确定某一物种的DNA是否出现在粪化石中是因为被地面松鼠食用,还是因为存在于环境中并渗入其中。但她确实表示,考虑到样本中存在的DNA量,以及地面松鼠通常是拾荒者,因此这些啮齿动物消费毛象肉是可行的。
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