大象在移动：绘制非洲景观的联系

　　

　　

　　大象保护是南部非洲的一个主要优先事项，但栖息地的丧失和城市化意味着，这种分布广泛的厚皮动物越来越多地局限于像野生动物保护区这样的保护区。冒险呢?随着时间的推移，受控制的大象种群可能在基因上变得孤立，使大象更容易受到疾病和环境变化的影响。

　　伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校和南非比勒陀利亚大学最近的一项研究展示了非洲保护管理者如何在七个国家的地区创建和优化大象运动走廊。这项研究提供了一张地图，显示了景观之间的联系，这将支持大象栖息地的需求，并允许更多的基因在种群之间流动。

　　“其他研究小组之前也整合了基因和空间数据，但通常是在更局部的范围内完成的。我们是第一个将南部非洲大象在如此大的地理区域内的两种类型的数据结合起来的人，”主要作者Alida de Flamingh说，她完成了这项研究，这是她在伊利诺斯州农业、消费者和环境科学学院动物科学系博士课程的一部分。她现在是卡尔·r·伍斯基因组生物学研究所的博士后研究员。

　　规模是有意义的，因为非洲象有非常大的活动范围——漫游面积达11000平方公里，或超过270万英亩——它们经常长途跋涉，以避开不合适的栖息地。在一次分析中捕捉这种规模并非易事。

　　“这是一项巨大的努力。我们与比勒陀利亚大学生态保护研究中心的合作伙伴一起，从整个地区的大象粪便中收集非侵入性DNA样本。”欧洲研究中心还提供了来自全球定位系统追踪器的数据，这些数据来自近54,000个地点的80头戴项圈的大象。”

　　GPS项圈数据显示了大象是如何在这片土地上移动的，但不能表明这种移动是否会导致基因流动。相反，DNA数据记录了基因流动，但无法显示大象是如何移动的。整合这两个数据集需要一种景观遗传学方法。

　　“景观遗传学采用了电路理论中的一些观点来讨论动物如何移动并实现基因流动。我们的方法着眼于大象在该地区沿着多条路径移动时遇到的阻力或成本，考虑到失去或获得个别路径的可能性，”伊利诺斯州自然历史调查的博士后研究员内森亚历山大说。亚历山大在ACES自然资源与环境科学系攻读博士学位期间参与了这个项目。

　　在这种情况下，成本包括陡峭的斜坡，几乎没有植被的贫瘠地区，人口密集的人类住区以及远离水的地区。研究人员将这些环境挑战与DNA数据结合起来，解释了大象如何在栖息地导航，确定了在保护区维持基因流动的关键途径。

　　“我们没有发现一个简单的线性关系，更合适的栖息地成本更低。相反，我们发现了一个明显的非线性模式，即最不合适的栖息地对大象的运动或分布有最大的影响，”de Flamingh说。“中间栖息地不一定像这些非常非常不适合的栖息地那样决定它们的运动。如果你仔细想想，这是积极的。它们可以忍受中间栖息地，并且仍然可以穿过它们。”

　　什么是“非常非常不适合”的栖息地?研究人员确定了一些地区，如博茨瓦纳没有植被的Makgadikgadi盐田，以及人口密集的人类定居点。为大象提供避开这些区域的连接也将减少人象冲突，这是对大象的一个明显威胁。

　　De Flamingh说，从这项研究中获得的见解可以帮助南部非洲的政府当局和非政府组织在当地制定强有力的保护计划。

　　“南部非洲是非洲大象数量最多的地区。因此，那里的任何保护工作，尤其是那些避免人象冲突的工作，都将保护相当多的大象种群，”资深作者、ACES动物科学教授阿尔·罗卡说。“我们在欧洲研究中心的合作伙伴……在这些努力中至关重要。”

　　这篇论文是为了纪念共同作者Rudi van Aarde，他作为CERU的负责人在启动这项研究方面发挥了重要作用，并在研究进行中去世。