森林里的螞蟥，竟成野生動物調查的新幫手？iDNA監測 |海潮天下訊

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在熱帶雨林開展野外調查，螞蟥幾乎是繞不開的存在，討厭的很。尤其是在東南亞、我國西南山區的潮濕森林里，野外調查人員常常剛走出不遠，褲腳和鞋面上就已經爬滿了吸血螞蟥。

長期以來，人們對螞蟥的印象大多停留在吸血、叮咬上，傳說中的“吸血鬼”是也。直到近十多年，保護生物學家逐漸發現，這些不起眼的小動物體內，居然保存了大量的關于森林生物的信息。研究人員甚至能夠借助螞蟥吸食的血液，判斷附近生活著哪些野生動物。這項技術，如今被稱為“無脊椎動物來源DNA監測”(iDNA)，是近年來生物多樣性調查領域發展最快的方法之一。

▲陸生吸血螞蟥主要分布于亞洲熱帶和亞熱帶森林地區，隸屬于環節動物門（Annelida）蛭綱（Hirudinea）。其中許多種類屬于山蛭科（Haemadipsidae），例如廣泛分布于東南亞地區的山蛭屬（Haemadipsa）成員。這些螞蟥棲息于林下落葉層、樹干和灌木葉片上，通過感知震動、溫度以及二氧化碳濃度變化來尋找宿主。上圖是野外的一條日本山蛭（Haemadipsa zeylanica japonica）野外生態照片。圖源：Pieria（公域）

這一思路并不復雜。

陸生吸血螞蟥主要分布在亞洲熱帶、亞熱帶森林中，許多種類屬于山蛭科。它們并不專門選擇某一種宿主，而是機會性的吸血。無論是野豬、赤麂、馬來熊，還是各種鳥類、兩棲動物和爬行動物，只要走過路過，嘿嘿，都可能成為它們盯上的取食對象。

對于生態學家來說，這種廣泛的宿主范圍，其實是頗具特殊價值的。

野生動物調查中，經常面臨的一個現實問題是，很多物種很難被直接觀察到。大型獸類往往活動范圍廣，數量稀少，抓也抓不住、甚至遇也遇不到；部分中小型動物則習慣夜間活動，白天隱藏在茂密植被之中。即使布設大量紅外相機，也難以保證記錄到所有物種。

但，螞蟥卻在持續的接觸這些動物。

當一只螞蟥完成吸血后，宿主血液會儲存在消化道中。與大多數動物相比，螞蟥對血液的消化速度稱得上是相當的緩慢了。

一頓血餐，往往可以夠它活幾個月了。正因為如此，宿主遺傳物質不會在短時間內完全降解，其中一部分DNA能夠保留較長時間，若是被及時采到，是有可能被后續實驗檢測出來的。

這意味著，研究人員在森林中收集到的螞蟥，實際上攜帶著此前數周甚至數月內與其接觸過的動物信息。

過去，要確認一種珍稀動物是否存在于某片森林，調查人員通常得開展長期監測。紅外相機、樣線調查、足跡記錄、糞便分析都是常見手段。隨著分子生物學技術的發展，科學家開始嘗試從另一條路徑尋找答案——直接分析動物留下的遺傳痕跡。

螞蟥來源DNA監測，正是在這一背景下發展起來的。

野外工作結束后，采集到的螞蟥會被送回實驗室。研究人員從它們的消化道內容物中提取DNA，再利用聚合酶鏈式反應擴增脊椎動物特征基因片段。常用標記，包括線粒體12S rRNA基因、16S rRNA基因、以及細胞色素b基因等區域。

獲得序列后，研究人員就會將其與公共數據庫中的參考序列進行比對。

如果樣本中的序列與已知物種高度一致，便能夠推斷其來源。隨著高通量測序技術的發展，一次實驗往往可以同時分析數百份樣本，并從中識別出數十種甚至上百種脊椎動物。

這種方法最早引起廣泛關注，是因為它在熱帶雨林中的表現超出了許多人的預期。

在東南亞多個保護區，研究人員發現，螞蟥樣本中檢出的哺乳動物種類與紅外相機調查結果高度重合。部分情況下，一些極少出現在鏡頭中的物種卻能在DNA數據中被檢測到。

▲上圖：一頭牛的乳房上被水蛭叮咬后的傷口。畫面中可以清晰看到水蛭吸血后留下的呈三角形或“Y”字形的切口痕跡。?Mohammad Golkar（CC BY-SA 4.0）

這種大型偶蹄類動物生活在安南山脈地區，被認為是20世紀最重要的哺乳動物發現之一。由于數量極少，直接觀察記錄十分罕見。研究人員曾從吸血螞蟥樣本中獲得其遺傳信息，為評估野外種群狀況提供了重要依據。

例如中南大羚（Pseudoryx nghetinhensis），長期被視為螞蟥來源DNA監測最具吸引力的目標物種之一。由于這種動物極度罕見，直接觀測記錄十分有限，研究人員一直希望借助iDNA技術獲得其存在證據。2012年的一篇開創性研究雖然未能從螞蟥樣本中檢測到中南大羚，但成功識別出長山麂、安南條紋兔等同樣隱秘的哺乳動物，證明了該方法在稀有物種調查中的應用潛力。

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▲上圖：極度瀕危、被稱為“亞洲獨角獸”的中南大羚（Pseudoryx nghetinhensis）。該物種被列入《越南紅皮書》（Sách ?? Vi?t Nam）?Silviculture（CC BY-SA 3.0）

類似案例還出現在蘇門答臘犀牛、云豹等瀕危物種調查中。

實際上，螞蟥iDNA監測只是eDNA技術快速發展的一個分支。所謂環境DNA（eDNA），是指生物體釋放到環境中的遺傳物質，包括皮膚細胞、毛發、排泄物、黏液以及死亡組織等。近年來，科學家已經能夠通過分析湖水、河流、土壤乃至空氣中的DNA，推斷當地生物群落組成。而iDNA，不妨可看做是在這一思路基礎上的進一步延伸。

歐洲醫用水蛭（Hirudo medicinalis）野外生態圖。?ajott （CC BY 4.0）

不過，這項技術不是萬能的。它有瓶頸。

DNA檢測能夠說明某種動物曾經在附近活動，卻難以直接反映種群數量。比如說，一頭野豬可能被多只螞蟥吸食，而另一頭野豬可能完全沒有留下樣本。因此，檢測到的DNA數量并不等同于動物數量。

此外，鑒定結果還受到參考數據庫完整性的影響。如果某些物種缺乏可靠的基因數據，那么，即使其DNA存在于樣本中，也可能無法準確識別。

正因為如此，當前國際上的主流做法并不是用螞蟥DNA監測替代紅外相機，而是將兩者結合使用（優勢互補嘛）。畢竟，相機能夠記錄動物行為、活動時間，DNA分析則有助于補充物種名錄信息。兩類數據相互印證，往往能夠獲得更完整的生態圖景。

對于生物多樣性調查、監測來講，螞蟥提供了一種新的信息來源。過去難以發現的動物，如今有可能通過遺傳痕跡被記錄下來，那些隱藏在密林深處、極少與人相遇的物種，也因此留下了能夠被科學家讀取的證據。

【海潮天下·小百科】

無脊椎動物來源DNA（iDNA）

上面的這種技術，在國際學術界被稱為iDNA（Invertebrate-derived DNA），中文一般翻譯成“無脊椎動物來源DNA”。

螞蟥沒有復雜的蛋白酶系統，依賴共生細菌緩慢分解血粉，血液在嗉囊中不發生常規降解，DNA半衰期極長（實驗證實可達數月）。不過，在自然界中，吸血行為并非螞蟥獨有。蚊子、蜱蟲、虱子、采采蠅等無脊椎動物都會以脊椎動物的血液為食。但是它們跟陸生吸血螞蟥相比，缺少一個獨特優勢——保存時間不夠長。在野外，許多科研人員經歷過，一不留神就發現褲腿和鞋幫上往往已經悄悄爬滿了螞蟥。基于這種基本的原理，所以它可以充當“天然采血器”。

不過，iDNA無法直接做豐度估算，因為無法確定PCR擴增出的DNA拷貝數是來自同一頭動物還是多頭動物；同時，如果GenBank或BOLD數據庫里沒有某種罕見嚙齒類或鳥類的標準基因序列，測序結果就會顯示為“未識別的脊椎動物”。因此，國際上都將它定義為已匯總紅外相機的“強力互補技術”，而非替代技術。

【參考資料】
Schnell I B, Thomsen P F, Wilkinson N, et al. Screening mammal biodiversity using DNA from leeches[J]. Current biology, 2012, 22(8): R262-R263.
https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(12)00209-6
Lynggaard C, Oceguera‐Figueroa A, Kvist S, et al. The potential of aquatic bloodfeeding and nonbloodfeeding leeches as a tool for iDNA characterisation[J]. Molecular Ecology Resources, 2022, 22(2): 539-553.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/1755-0998.13486

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文 | 王芊佳

排版 | 盧曉雨

時間 | 2026年6月

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