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一种新方法使科学家能够从腌制标本中提取DNA

保存下来的标本是信息的宝库,而一种新方法使科学家能够获取 DNA。

作者:Sam Walters
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致谢:Sara Ruane,菲尔德博物馆

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在世界各地的博物馆档案中,数十亿生物标本,包括在瓶中漂浮的鱼、青蛙、蝾螈和蛇,用于科学研究。这些标本可以追溯到几十年前甚至几百年前,在物种的鉴定和描述中发挥了重要作用。

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现在,根据《生态与进化前沿》(Frontiers in Ecology and Evolution) 的一篇论文,新方法使科学家能够可靠地从这些标本组织中提取 DNA,从而使这些标本更具信息量。研究人员说,这些方法有助于科学家揭示物种之间的关系,并且已经帮助分类了一个以前令人困惑的蛇类物种。

腌制之秘

17世纪以来,科学家们就一直通过将标本浸泡在液体中来保存它们。传统工艺使用福尔马林(甲醛的水溶液)和酒精,可以将动物组织以近乎完美的状态保存下来。唯一的问题是,这些化学物质往往会损坏和破坏组织的 DNA,给希望研究标本遗传构成品的现代科学家带来了麻烦。

“这些古老的博物馆标本有时是唯一的可用实例,但它们在保存时并未考虑到 DNA,”芝加哥菲尔德博物馆爬行动物学助理馆长、该研究的资深作者 Sara Ruane 在一份新闻稿中说。“这篇论文是关于我们如何从中榨取每一份可能的有价值信息。”

科学家可以使用消化酶和温度处理从新鲜组织中提取 DNA,这些方法会分解组织而不会损害 DNA。为了从保存的组织样本中分离 DNA,该团队添加了额外的酶并提高了温度。尽管这些方法在之前的几项研究中取得了成功,但该团队意识到它们并不总是可靠的。他们的基因分析仍然可能存在严重的空白。

这是因为保存过程中使用的福尔马林和酒精会将 DNA 分解成难以研究的微小碎片。为了克服这一问题,该团队使用了特殊的可视化软件。然后,他们将一个标本中的微小碎片与来自其他标本的较完整碎片拼接起来,组装成完整的基因分析。

研究表明,这些标本蕴含着丰富的、等待被挖掘的信息。“我想向科学家们表明,你仍然可以利用这些标本进行研究,只是需要一些技巧,”该研究的主要作者、罗格斯大学纽瓦克分校的研究员 Justin Bernstein 在新闻稿中说。

物种分类

研究人员表示,这种技巧已经为 homalopsids 提供了新的见解,homalopsids 是一个包含 56 个不同蛇类物种的类群,它们以在南亚和东南亚以及印度-澳大利亚群岛的水域中游动而闻名。

Bernstein 在新闻稿中说:“我们利用 DNA 研究它们的进化历史,试图描述新物种,并了解这些类群在数千万年里发生了什么,从而产生了我们今天看到的这种多样性。”

具体而言,作者旨在分析 *Hydrablabes periops*(橄榄小眼蛇)的 DNA,以将其归入特定科。通过实施他们的新方法,他们发现这种蛇属于游蛇科 (Natricidae),该科包括北美游蛇。Ruane 在新闻稿中说:“知道某个特定物种属于某个特定类群,可以告诉我们很多关于生物地理学以及地球生命如何随着时间而变化的信息。”

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总的来说,研究人员强调了这些标本对于未来研究的价值和意义。Ruane 在新闻稿中说:“这项项目凸显了博物馆收藏的重要性,因为你永远不知道未来会从标本中学到什么。”

  • Sam Walters

    Sam Walters 是《发现》杂志的副编辑,负责撰写和编辑关于考古学、古生物学、生态学和进化论等主题的文章,并管理几个印刷杂志版块。

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