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解开冰虫的秘密

导读 冰虫是在冰上度过一生的最大生物之一,华盛顿州立大学的科学家Scot Hotalilng是地球上唯一研究它的人之一。他是一篇新论文的作者,该论文
2019-07-04 18:01:33

冰虫是在冰上度过一生的最大生物之一,华盛顿州立大学的科学家Scot Hotalilng是地球上唯一研究它的人之一。他是一篇新论文的作者,该论文显示不列颠哥伦比亚省内部的冰虫已经演变成可能是来自阿拉斯加冰虫的遗传上不同的物种。

Hotaling及其同事还在温哥华岛发现了一种冰虫,它与位于阿拉斯加南部1200英里外的单独的冰虫群密切相关。研究人员认为,遗传混合是鸟类在一个地方吃冰川的蠕虫(或它们的卵)然后在西海岸上下移动时将它们从另一个地方掉落的结果。

“如果你是一个孤立在山顶冰川上的蠕虫,期望你不会去任何地方,”博士后生物学研究员Hotaling说。“但是很低,我们在温哥华岛发现了一种与阿拉斯加南部冰虫密切相关的冰虫。我们可以想到解释这一点的唯一合理解释是鸟类。”

超级有机体

冰虫类似于普通的蚯蚓,但颜色较小,颜色较深。冰虫与Mesenchytraeus属的其他成员的区别在于它能够在冰川中度过它的整个生命。

在夏季的几个月里,可以看到数百万甚至数亿的冰虫从阿拉斯加东南部的楚加奇山脉到华盛顿州和俄勒冈州的喀斯喀特火山的冰川顶部蠕动。在秋季和冬季,冰虫生长在冰川表面的深处,温度保持在冰点附近。

Hotaling对冰虫的兴趣始于2009年,当时他正在山上的高海拔山坡上担任登山游侠。赖。他早上三点钟爬山时发现冰川表面有许多小的黑虫爬行。

“我甚至还不是一名生物学本科生,但我记得自己对这种蠕虫可以生活在冰川中的事实非常着迷,”他说。“这不是我们认为生活能够蓬勃发展的地方,而且这些东西可以以每平方米200的速度出现,如此密集,你不能走路而不会踩到它们。”

Hotaling最终回到了学校并获得了博士学位。在肯塔基大学的生物学专业,他研究了气候变化如何影响山区生物多样性。

在2017年夏天,他终于有机会回到并对冰虫进行了一些研究,当他到达普尔曼,在专门研究进化的研究高级作者Joanna Kelley副教授的实验室开始博士后职位。基因组学和极端微生物。

“在Kelley实验室,我们研究的生物体已经进化到了几乎所有其他地方都不适合居住的地方,”Hotaling说。“确定使冰虫能够生活在冰川中的进化机制或生活在黄石温泉中的细菌是一种非常令人兴奋的方式,可以了解在进化的边界有什么可能。这就是我们现在工作的地方,了解冰虫的演变。“

在研究中

Hotaling及其同事从其中大部分地理范围内的9个冰川中收集的59种冰虫中提取并测序了DNA。他们的分析揭示了不列颠哥伦比亚省海岸山脉北部和西部以及南部和东部的冰虫种群之间的遗传差异。

研究人员预测,由于冰川冰盖在几十万年前萎缩,将太平洋西北地区的蠕虫与阿拉斯加的蠕虫隔离开来,因此更深层次分裂为两个遗传上不同的冰虫群。

这项研究最令人惊讶的发现是在温哥华岛发现了一只与30英里外的阿拉斯加冰虫密切相关的冰虫。

“起初我们认为在分析或准备方法中必须存在某种错误,但经过进一步调查,我们确认了我们的初步结果,”Hotaling说。“这些是在山顶上孤立的蠕虫,并没有解释他们如何覆盖这个差距,而不是在迁徙的鸟类中,或者可能在其中。”

该研究揭示了居住在北美高海拔高山生态系统中的少数大型生物中的两个之间的重要关系,即冰虫和北美最高海拔筑巢鸟之一的灰冠玫瑰雀。

“我们知道冰虫是鸟类食物的重要来源,但我们直到现在才知道这些鸟类对冰虫来说也很重要,”Hotaling说。“如果你像冰虫一样超级孤立,你可以很容易地成为近亲。但如果鸟类给你的山顶冰川带来一些新的多样性,那对你来说真的很好。”

Hotaling和Kelley的研究本月发表在皇家出版协会的论文集B中。

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