トーリー・ロジャースは、腐った豚肉のバケツを持って、パナマの熱帯雨林を鍛造します。 野生生物の科学者は、運が良ければ、数百から数百匹のハエを収集する任務を負っています。 ジャングルの害虫から遠く離れて、彼はこれらの賑やかな虹色の緑の昆虫を有用な実験助手と見なし、世界中の絶滅の危機にある熱帯雨林の住民を追跡できるようにします。
森林の健康状態を測定する1つの方法は、その生物多様性、または内部にある植物や動物の豊かさを集計することです。 科学者はこの種の森林調査に乗り出し、密猟を監視したり、保全活動の進捗状況を記録したりします。 しかし、熱帯雨林は特別な課題を提起します：濃い緑の中を何マイルも歩いて、夜にしか出ないかもしれないとらえどころのない動物を探し求めなければなりません。
それが通常、ジャングルの生態系とそこに住む動物に精通している生態学者によって行われている理由です。 これらの動物学者は、手付かずの土地をナビゲートし、日中および夜行性の生物を正確に識別し、最もとらえどころのない野生生物を撮影するために秘密のカメラトラップを配置する方法を知っています。 問題は、これらの森林トレッキング、動物を知る専門家は、彼らが追跡する野生生物と同じくらい珍しいことです。
そして、そのような国勢調査なしでは、保全の努力は無益です。 「自然保護区を提案し、この地域を保護するために大量の資源を投入したとしましょう...実際に機能したものはありますか？ ユタ州立大学の野生地資源局の研究員であるロジャーズは、種を失いましたか、それともプラスの影響を与えていますか？
それが、ロジャースが、彼のために彼の野生生物調査をするために、いくつかのありそうもないヘルパーを募集した理由です：腐肉のハエ。 これらのスカベンジャーにとって、熱帯雨林は広大なビュッフェであり、死体から生きている動物の悩みの種まで、あらゆる種類のうんちに料理を提供しています。 噛むたびに、ハエの内臓にその食事の別個のDNAサンプルが記録され、もう一方の端から出てきます。 現在、ロジャースと彼の同僚がジャーナルMolecular Ecology Resourcesの最近の研究で報告しているように、研究者はそのDNAを使用してジャングルの最もとらえどころのない哺乳類の人口調査を構築できます。
パナマにあるスミソニアンの熱帯研究所（STRI）の進化生物学者であり、研究の共著者であったオーウェンマクミランは、ハエの内臓だけを使用して熱帯雨林全体の多様性を捉えるというロジャーの計画は非正統的であると認識しています。 「それは頭が痛いかもしれませんが、これらのハエが生計を立てる方法を考えた場合ではありません。」
空飛ぶ採餌者として、このハエの家族は事実上あらゆる種類の熱帯雨林の動物をサンプリングできます。 すべての生物のDNAは、血液から糞まで、すべての生物学的物質に存在し、識別可能な遺伝子マーカーを提供します。 研究者が何らかの形で熱帯雨林内のすべてのDNAをサンプリングできれば、そこに住んでいるすべてのものの完全な画像が得られるでしょう。 「そこでハエが便利になります」とロジャースは言います。 「彼らは出かけ、私たちのためにサンプリングを行います。」
2015年、ロジャースはパナマ運河の真ん中にある密林の島であるバロコロラド島に旅立ち、フライ調査のアイデアを試しました。 彼は砂時計のように接続された2本のプラスチック製の水筒から16個のシンプルなフライトラップを作りました。 それぞれが餌として豚肉の小片を含んでいたが、大部分はスクリーンによってハエの手の届かないところに保管されていた。
いくつかの失敗した試行の後、ロジャーズはハエが好き嫌いがあることを知りました。 彼らは、ちょうど酸敗したファンクのスイートスポットに達するまで、太陽の下に残された肉を好みました。 「彼らは本当にすぐに肉を腐らせることになります」と彼は言います。
彼がハエの食餌の好みを理解すると、トラップは閉じ込められたハエで一杯になり始めたので、彼は1日2回それらを使用しなければなりませんでした。 彼らにとって残念なことに、腐った豚肉をごちそうしようとすることは致命的な間違いであることがわかります：ロジャーズは彼らを実験室に連れて行き、フラッシュ凍結し、塊に切り刻んでペーストに粉砕して、内臓からDNAを抽出できるようにしました。
ハエの内臓で最も希少な動物でさえも検出するには、DNA増幅技術を使用して、摂取した哺乳類細胞のみから特別な領域を増やす必要があります。 目標は、バーコードとして機能するゲノム内の領域である特定の分子マーカーを選択することでした。 これらの短い断片は、5, 000を超える哺乳類のデータベース、および島に存在することが知られている種の小さなデータベースと照合できます。
彼は3か月の間に1, 000を超えるハエを収集し、以前に島で収集された8年間の従来の調査と比較するのに十分な消化器DNAデータを蓄積しました。 ロジャースが予測したように、ハエは動き回りました。 研究者は、20の哺乳類種、4つの鳥種、1つのトカゲ種を検出しました。 「それは驚くほど正確でした」とマクミランは言います。 「少なくとも森の中を歩くのと同じくらい正確。」
それだけでなく、DNAシーケンシングは数百万のデータポイントを生成するため、データは以前の調査よりもはるかに豊富でした。 「豚肉のように、本質的にノイズであるものを除外する必要があります」とマクミランは言います。 しかし、ろ過されると、ハエの内臓から増幅された哺乳動物のDNA断片は、コロラド州バロの熱帯雨林で予想される種の組成を厳密に反映しています。
ただし、いくつかの注目すべき例外がありました。 不思議なことに、彼らは3つの最も豊富な哺乳類に一致するバーコードを見つけませんでした：げっ歯類のアグーチ、アライグマのような白い鼻のハナグマ、または鹿のスクワットの親likeのように見えるブロッコリーの痕跡はありませんでした。 ロジャースは、これは彼の研究室アシスタントの固有のバイアスに関係していると信じています。 たとえば、アグーチのスキャットは、ハエに特に食欲をそそりません。 「それは本当に難しく、おそらくより難しく、魅力的ではありません」と彼は言います。
ハワイ大学の昆虫学者であるコンラッド・ギレットは、昆虫の内臓の研究にも分子技術を使用しており、ハエの食習慣はかなりの偏りがある可能性があることに同意しました。 他の研究では、蚊やフンコロガシなどのバグを使用しており、ジレットの選択の昆虫であり、熱帯雨林の調査に追加して、検出される哺乳類の多様性を高めることができます。
それでも、これは多くの環境で採用できる多様性を調査するための迅速で効果的な方法です、とGillettは言います。 「間違いなく調査する価値があるものです」とGillett氏は言います。 「現在、[ハエ]が調査のみに依存できるかどうかはわかりませんが、絶対に補助として。 この手法はシンプルであるため、さらに魅力的です。 「森に豚肉をぶら下げているだけです」とマクミランは言います。
よく研究された森林でこの調査方法を試した後、マクミランは、この手法が動物相がまだ謎である他の設定で使用できることを望んでいます。 これは別の課題を提示します。コロラド州バロとは異なり、多くの森林は、DNAバーコードが割り当てられているだけでなく、まだ名前が付けられていない動物でいっぱいです。 しかし、DNAバーコードがより一般的になり、データベースが成長するにつれて、研究者は、保全の観点から追跡が困難な希少種まで検出できると考えています。
「バロコロラド島は、非常に多くの科学者によって非常に長い間研究されてきたため、より広い文脈に入れることができます」とマクミランは言います。
さらに良いことに、ハエのいない絶滅の危機にある森林はありません。 「このハエのグループは世界中に存在します。 それらはすべての生息地に共通しています」とロジャーズは言います。 これらの創造的な科学者と彼らの先入観のおかげで、私たちはこれらの遍在する昆虫を単に厄介な迷惑だけでなく、それ自体で価値のある保護主義者として考える必要があるかもしれません。
