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研究与创新

研究强调了在美国各地的家庭中发现的节肢动物的多样性-从灰尘取样

在美国(紫色)中,门装饰灰尘中检测到的尘螨的分布与预计最丰富的范围(棕褐色)相比。图片信用:Anne A. Madden。

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Anne A. Madden

北卡罗来纳州立大学的研究人员和科罗拉多大学博尔德使用了DNA测试和公民科学,以创造一个“阿特拉斯”,展示了美国大陆大陆家庭中的节肢动物的范围和多样性。

家用灰尘的扫描电子显微图,包括尘螨、动物皮毛、纤维和花粉。图片来源:Anne A. Madden,在科罗拉多大学博尔德纳米材料表征中心Robert Mcgugan的协助下。由Robin Hacker-Cary做的假着色。点击放大。
家用灰尘的扫描电子显微图,包括尘螨、动物皮毛、纤维和花粉。图片来源:Anne A. Madden,在科罗拉多大学博尔德纳米材料表征中心Robert Mcgugan的协助下。由Robin Hacker-Cary做的假着色。点击放大。

以前的研究在北卡罗来纳州的一部分中发现了大量的节肢动物群体 - 我们希望使用基于先进的DNA测序方法来获得全国家的住宅中的节肢动物多样性,“NC国家的博士后研究人员Anne Madden说,Anne Madden说关于新工作的论文的领先作者。“这项工作是了解我们自己家园生态的重要一步,目的是提高我们对家庭中那些生物的理解可能会影响我们的健康和生活质量。”

为了收集全国范围的数据,研究人员招募了美国大陆48个州的700多户家庭。研究参与者从他们的房子或公寓门口顶部拭去灰尘。然后,拭子被密封并送到研究小组,研究小组使用高通量DNA分析来识别灰尘样本中发现的每一个节肢动物DNA属。

马登说:“我们在人们的家中发现了600多属节肢动物——不包括食物物种,如螃蟹和虾,它们也出现了。”“这是一个令人难以置信的多样性范围,从一个小棉签的房子灰尘。”

在分析数据后,研究人员确定了几个与节肢动物多样性相关的变量:家中有猫或狗;在农村地区拥有一个家;或者有一个带地下室的家。

“更大的多样性并不一定意味着更大的丰富,”Madden说。“我们正在谈论更多类型节肢动物,不一定更大人口节肢动物。“

研究员安妮·马登正在查看装有家庭DNA样本的托盘。图片来源:Adrianne A. Madden。
研究员安妮·马登正在查看装有家庭DNA样本的托盘。图片来源:Adrianne A. Madden。

这些调查结果展开了之前的工作研究发现,养宠物还增加了细菌和真菌等微生物的多样性。

马登说:“我们惊讶地发现,这三个我们可以控制的变量比气候更能预测生物多样性。”“我们原本预计与区域气候相关的环境因素会发挥比实际更大的作用。”

然而,研究数据的范围也允许研究人员创建一个国家地图册,他们可以用来跟踪特定节肢动物属的范围。而且,根据属的不同,气候因素被认为在决定某些节肢动物的范围方面起着重要的作用。

例如,尘螨可以是房屋内的严重过敏原,并且团队发现它们更常见于国家潮湿地区的家园。

此外,研究人员能够利用地图册识别出那些明显扩大了范围的属——但之前没有人注意到。

例如,土耳其蟑螂(Shelfordella左侧以前认为只在美国的南部和西部地区找到 - 但这项研究的数据显示它已经扩大到东北部门。

“对于如何利用这些数据集和节肢动物图谱,我们只是触及了皮毛,”马登说。“关于我们自己家里的食物网,它能告诉我们什么?”它能告诉我们节肢动物是如何在全国范围内扩张和收缩的吗?它能揭示哪些新出现的过敏原?我们才刚刚开始。

“同时,我们想强调这是一个公民科学项目,”Madden说。“如果没有全国各地自愿积极参与这项研究的人的参与,这项研究是不可能完成的。[注:任何有兴趣参与该研究团队未来公民科学项目的人都可以访问http://www.yourwildlife.org/participate/)

本文,“由环境DNA分析确定的美国家庭节肢动物的多样性发表在杂志上分子生态学.该论文由科罗拉多大学博尔德分校的阿尔伯特·Barberán和诺亚·菲勒共同撰写;北卡罗来纳州的马修·伯托内(Matthew Bertone)和霍利·门宁格(Holly Menninger);以及北卡罗来纳州立大学和哥本哈根大学的罗布·邓恩。这项工作是在阿尔弗雷德·p·斯隆基金会的支持下完成的。

- 船员 -

编辑注:研究摘要如下。

“由环境DNA分析确定的美国在美国的住宅中的节肢动物多样性”

作者:Anne Madden,北卡罗来纳州立大学和科罗拉多大学,博尔德;博尔德大学的AlbertBarberán和诺亚密友;Matthew A. Bertone和Holly L. Menninger,北卡罗来纳州立大学;罗伯特R. Dunn,北卡罗来纳州立大学和哥本哈根大学

发表:11月1日,分子生态学

迪伊: 10.1111 / mec.13900

抽象的:我们将我们的大部分生活都花在家里,周围有3个节肢动物,影响我们的财产和我们的健康,因为敏感过敏原的疾病载体和生产者。尽管他们与人类健康和福祉相关,但我们对我们家中存在的节肢动物和构建其多样性的因素相对较少。由于以前的作品的规模受到了与收集节肢动物相关的成本和时间的限制,并且随后的形态鉴定我们利用基于DNA的方法来通过家庭灰尘的高通量标记基因测序来研究家庭中的节肢动物多样性。来自美国的内外的公民科学家收集了沉降的灰尘样本,在美国超过700个家庭,产生了与我们的住宅相关的节肢动物多样性的第一个大陆级估计。我们能够将食物网和以前未知的各种节肢动物的地理分布从过敏原生产商中记录到侵入物种和滋扰的害虫。家庭特征,包括地下室的存在,家庭占用者和周围的土地使用,比在预测房屋中的节肢动物多样性的气候参数更有用。这些非侵入性,可扩展的工具和结果调查结果不仅提供了家庭节肢动物多样性的第一个大陆范围地图,我们的分析还提供了有关节肢动物过敏原暴露的有价值的基线信息和家庭内部侵入性害虫的分布。

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