大象出人意料的饮食习惯

　　利用DNA元条形码，保护生物学家的一项研究精确地分析了大象的饮食习惯，揭示了群体内意想不到的饮食多样性。这一发现对野生动物保护具有重要意义，强调了多样化饮食资源对维持野生动物种群的必要性。

　　

对大象饮食习惯的详细分析显示，每顿饭都有惊人的变化，这可能对野生动物保护和保护策略产生重要影响。

大象吃植物。这对生物学家和热爱动物的学生来说都是常识。然而，要弄清楚这种标志性食草动物究竟吃什么植物要复杂得多。  

包括布朗大学自然保护生物学家在内的一个全球团队进行了一项新的研究，他们使用创新的方法，有效而精确地分析了肯尼亚两群大象的饮食习惯，甚至包括这群大象所吃的特定植物类型。他们关于大象个体习性的发现有助于回答有关大象群体觅食行为的重要问题，并帮助生物学家了解保护大象的最佳方法，使大象不仅吃饱，而且满意。

这项研究今天(7月5日)发表在《Royal Society Open Science》杂志上。

该研究的作者、布朗大学环境研究、生态学、进化和有机生物学助理教授Tyler Kartzinel说:“对环保主义者来说，记住当动物得不到足够的食物时，它们可能会生存下来，但它们可能不会茁壮成长，这一点非常重要。通过更好地了解每个人吃什么，我们可以更好地管理大象、犀牛和野牛等标志性物种，以确保它们的种群能够以可持续的方式增长。”

科学家们用来进行研究的主要工具之一被称为DNA元条形码，这是一种尖端的遗传技术，通过将提取的代表大象食物的DNA片段与植物DNA条形码库进行匹配，研究人员可以识别生物样本的组成。

Kartzinel说，布朗大学一直在开发这项技术的应用，并将分子生物学和计算方面的研究人员聚集在一起，解决该领域环保人士面临的问题。

Kartzinel说，这是第一次使用DNA元条形码来回答一个关于社会觅食生态学的长期问题，即一个社会群体(如一个家庭)的成员如何决定吃什么食物。

Kartzinel说:“当我和非生态学家交谈时，他们惊讶地发现，我们从来没有真正清楚地了解过这些有魅力的大型哺乳动物在自然界中到底吃什么。原因是，从近距离观察这些动物是困难和危险的，它们移动很远，在夜间和茂密的灌木丛中觅食，它们所吃的很多植物都很小。”

据曾在肯尼亚进行实地研究的Kartzinel说，大象不仅难以监控，而且它们的食物几乎无法用眼睛识别，即使是植物学家专家。

了解大象最喜欢的食物

该研究小组将这种新的遗传技术与一种名为稳定同位素分析的方法进行了比较，后者涉及对动物毛发进行化学分析。该研究的两位作者，科罗拉多州立大学的乔治·维特梅尔和犹他大学的图尔·塞林，之前已经证明，在漫长的旱季，大象会从下雨时吃新鲜的草转变为吃树。虽然这项先进的研究使研究人员能够识别广泛的饮食模式，但他们仍然无法辨别大象饮食中不同类型的植物。

科学家们保存了大约20年前Wittemyer和Cerling进行稳定同位素分析时与非营利组织“拯救大象”合作收集的粪便样本。研究作者Brian Gill当时是布朗大学的博士后助理，他确定，即使在储存多年后，这些样本仍然可用。

研究小组将大象粪便和毛发中的碳稳定同位素分析与饮食DNA元条形码、gps跟踪和遥感数据相结合，以评估两组大象个体的饮食变化。他们将样本中每一个独特的DNA序列与一组参考植物相匹配——参考植物是由肯尼亚国家博物馆东非植物标本馆馆长Paul Musili的植物学专业知识开发的——并比较了不同时期大象个体的饮食。

在他们的分析中，他们表明个体之间的饮食差异往往比之前假设的要大得多，即使是在某一天一起觅食的家庭成员之间也是如此。

Kartzinel说，这项研究有助于解决野生动物生态学中的一个经典悖论:“在资源有限的世界里，社会纽带是如何将家庭群体维系在一起的?”换句话说，考虑到大象似乎都吃同样的植物，为什么对食物的竞争没有把它们分开，迫使它们独立觅食，这并不明显。

Kartzinel说，简单的答案是，大象不仅根据可用的食物，而且根据它们的偏好和生理需求来改变它们的饮食。例如，一头怀孕的大象在怀孕的不同时期可能会有不同的渴望和需求。

虽然这项研究并不是为了解释社会行为，但这些发现有助于解释为什么一群大象会一起觅食的理论:单个大象并不总是在同一时间吃完全相同的植物，所以通常会有足够的植物来分配。

这些发现可能为保护生物学家提供有价值的见解。为了保护大象和其他主要物种，并为它们创造能够成功繁殖和增长种群的环境，它们需要各种各样的植物作为食物。这也可能减少物种间竞争的机会，并防止动物偷猎人类的食物来源，如农作物。

“野生动物种群需要获得多样化的饮食资源才能繁荣发展，”Kartzinel说。“每头大象都需要多样性，需要一点香料——不是在它们的食物中，而是在它们的饮食习惯中。”

参考文献:Foraging history of individual elephants using DNA metabarcoding