黃金追擊-以排遺中的DNA追蹤水獺的族群生物學 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

黃金追擊-以排遺中的DNA追蹤水獺的族群生物學

2007年07月23日
作者:李玲玲(國立台灣大學生態學暨演化生物學研究所)

自動相機拍到兩隻水獺一起活動,兩隻外觀無法區分。圖片來源:李玲玲歐亞水獺是水陸兩棲的動物,不但擅泳、能潛水,也可在陸地上行走活動。牠們以魚蝦、水棲昆蟲等水生生物為主食,經常會在海岸、溪流、湖泊、沼澤等水質好、少污染、少干擾、食物豐富的水域出沒。由於牠們是水域生態系中位於食物鏈最高階的消費者,一旦水域受到重金屬或化學物質的污染,牠們往往是最敏感而首先消失的物種,因此是水域環境是否良好的重要指標。

然而開發、污染已使水獺的棲地(主要是濕地)大幅縮減,水獺本身也面臨污染、毒害與過度獵捕的威脅,目前已被世界自然保育聯盟(The World Conservation Union, IUCN)瀕危物種紅皮書名錄列為生存受威脅種(vulnerable)(Foster-Turley et al., 1990)。由於水獺在台灣已多年沒有野外發現的確實記錄,雖然在金門還有一穩定的族群,但也已名列「野生動物保育法」的瀕臨絕種保育類動物(Lee, 1996)。

水獺頸部粗短,不適合繫戴頸圈,必須將無線電發報器植入皮下。圖片來源:李玲玲歐亞水獺有時會在白天出現,但牠們主要是在夜間出沒活動。一旦驚覺附近不安全,就會潛入水中游開,所以看到牠們的機會有限,很難靠觀察或目視追蹤來收集分布與否以外的族群資料。以往關於水獺的調查研究,往往只能利用牠們活動所遺留的痕跡,包括排遺及足印等,來確認牠們的分布的地點、使用的棲地;或是利用排遺中的碎片,來分析牠們的食性。

至於水獺的數量、活動範圍或其他生活史資料都很難取得(Macdonald,1983; Mason and Macdonald, 1986)。除了直接觀察或利用痕跡外,研究者也常使用「捕捉標放」與無線電追蹤的方法,將無線電發報器植入水獺皮下,以調查其活動範圍與數量。

從水獺黃金中解謎團

歐亞水獺的足印,特徵為五趾、有爪、趾間有蹼。圖片來源:李玲玲直到近年來分子技術的發展,提供了一種非侵入性的研究方式,有效的幫助獲取水獺族群相關的資料,這種方式就是利用水獺排遺中含有的水獺DNA進行分析(Dallasand Piertney, 1998)。排遺中的水獺DNA,主要來自水獺消化道的細胞,可能隨著食物的殘渣通過消化道而剝落下來,而混在排遺中。利用從排遺中萃取出來的DNA,就可以用來估計水獺在當地的數量、活動範圍、個體間活動範圍是否重疊…等等問題。

我們曾在金門的前埔溪與金沙—後水溪兩條溪域,利用這樣的方式收集水獺排遺,進行DNA的萃取與分析。研究結果顯示,在這兩條總長度不到10公里的溪域沿線,居然有多達38隻(19隻雄性,19隻雌性)水獺活動,其中至少會停留半年以上的個體至少有13隻,這樣的密度較以往國外文獻資料記載的水獺密度高出甚多(Hung et al., 2004)。

此外,我們又以同樣的方法收集金門東西南北不同區域的水獺排遺進行分析,以便瞭解金門各地水獺基因交流的程度。結果發現,雖然國外報導水獺可以沿著水域在一天之內往返十餘公里距離覓食,活動力相當強,但是金門島東北、東南、西北、西南四分區的水獺基因交流的程度卻並不頻繁(黃傳景等,2005)。

水獺排遺,特徵為長條狀、有許多魚刺、魚鱗、氣味腥臭、新鮮者常有墨綠或黑褐色黏液。圖片來源:李玲玲動物的排遺往往是一般人避之唯恐不及之物,但對於野生哺乳動物的研究者而言,它卻是可以提供許多動物基本生物資料的「黃金」。尤其一些晝伏夜出、善於躲藏,或是數量稀少、不容易看到或捉到的哺乳類,如果能夠分辨牠們的排遺,就可以藉由排遺知道甚麼動物出現在哪裡?會利用甚麼樣的棲地環境?也可推測動物的相對數量,甚至絕對數量,這些資料都可能對於動物的保育與管理十分重要(Putman, 1984; Kohn and Wayne, 1997)。

研究者最依賴的「黃金」研究法

更重要的是排遺的收集與分析不會造成動物的傷亡,是一種非侵入性的研究方式。雖然利用排遺進行研究還是有許多需要克服的困難,例如不同的食物通過消化道後,剩下殘渣的比例不同,所以排遺內含物的分析不能反映動物所吃各類食物真正的比例;動物在不同季節的活動量不同、吃的食物組成不同、排泄率不同、排遺分解的速率不同,都會影響用排遺估算族群量的準確度(Kruuk et. al., 1986; Kruuk and Conroy,1987; Mason and Macdonald, 1987)。

排遺中的DNA因為量少等其他因素,因此萃取DNA的成功率比較低,需要一再嘗試最適當的萃取方式,收集資料的成本相對提高。但是在不侵害稀有動物,又能有效獲得相關資訊的考量下,排遺也可能是研究者最依賴的「黃金」。

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