与人类类似，大象每天晚上也会吃不同的食物。信用:Pixabay/CC0公共领域
据布朗大学：大象吃植物。这是生物学家和热爱动物的学童的常识。然而，弄清楚这种标志性的食草动物到底吃哪种植物要复杂得多。
包括布朗保护生物学家在内的一个全球团队的一项新研究使用创新的方法高效而精确地分析了肯尼亚两组大象的饮食习惯，下至组中动物所吃的具体植物类型。他们关于个体大象习惯的发现有助于回答关于群体觅食行为的重要问题，并帮助生物学家理解让大象不仅感到满足而且感到满意的保护方法。
这项研究发表在《皇家学会开放科学》杂志上。
布朗大学环境研究及生态学、进化论和生物生物学助理教授、研究报告作者泰勒·卡奇内尔(Tyler Kartzinel)说:“对自然资源保护主义者来说，记住当动物得不到足够的食物时，它们可能会生存，但可能不会繁荣。”“通过更好地了解每个个体的饮食，我们可以更好地管理大象、犀牛和野牛等标志性物种，以确保它们的种群能够以可持续的方式增长。”
科学家们用来进行研究的主要工具之一被称为DNA metabarcoding，这是一种尖端的遗传技术，允许研究人员通过将提取的代表大象食物的DNA片段与植物DNA条形码库进行匹配，来识别生物样本的成分。
Kartzinel说，Brown一直在开发这项技术的应用，并召集分子生物学和计算方面的研究人员来解决该领域环保主义者面临的问题。
Kartzinel说，这是首次使用DNA代谢编码来回答一个关于社会觅食生态学的长期问题，这是一个社会群体的成员——如一个家庭——如何决定吃什么食物。
“当我与非生态学家交谈时，他们惊讶地发现我们从来没有真正清楚地了解所有这些有魅力的大型哺乳动物在自然界中到底吃什么，”Kartzinel说。“原因是这些动物很难近距离观察，而且很危险，它们移动很远，它们在晚上和茂密的灌木丛中觅食，它们吃的很多植物都很小。”
据在肯尼亚进行实地研究的Kartzinel说，不仅大象很难监控，而且它们的食物几乎不可能用眼睛来识别，即使是植物学家也不行。
了解大象最喜欢的食物
研究小组将新的基因技术与一种叫做稳定同位素分析的方法进行了比较，这种方法包括对动物毛发的化学分析。这项研究的两位作者，科罗拉多州立大学的George Wittemyer和犹他大学的Thure Cerling之前已经表明，大象在下雨时从吃新鲜的草转变为在漫长的旱季吃树。虽然这项先进的研究允许研究人员识别大范围的饮食模式，但他们仍然无法辨别大象饮食中不同类型的植物。
科学家们保存了粪便样本，这些样本是在大约20年前Wittemyer和Cerling进行稳定同位素分析时与非营利组织Save the Elephants合作收集的。该研究的作者布莱恩·吉尔(Brian Gill)当时是布朗大学的博士后研究员，他确定这些样本即使在储存多年后仍然可用。
研究小组将来自大象粪便和毛发的碳稳定同位素分析与饮食DNA代谢、GPS跟踪和遥感数据相结合，以评估两组个体大象的饮食差异。他们将样本中每个独特的DNA序列与参考植物集进行匹配——参考植物集是由肯尼亚国家博物馆东非植物标本室主任保罗·穆西里的植物学专业知识开发的——并随着时间的推移比较个体大象的饮食。
在他们的分析中，他们表明，个体之间的饮食差异往往远远大于之前的假设，即使是在同一天一起觅食的家庭成员之间。
这项研究有助于解决野生动物生态学中的一个经典悖论，Kartzinel说，“在一个资源有限的世界里，社会纽带是如何将家庭群体维系在一起的？”换句话说，假设大象似乎都吃同样的植物，为什么对食物的竞争不会把它们分开，迫使它们独立觅食，这并不明显。
Kartzinel说，简单的答案是，大象不仅根据可获得的食物，而且根据它们的偏好和生理需求来改变它们的饮食。例如，怀孕的大象在怀孕的不同时期可能有不同的渴望和要求。
虽然这项研究不是为了解释社会行为，但这些发现有助于为一群大象可能一起觅食的理论提供信息:个体大象并不总是在同一时间吃完全相同的植物，所以通常会有足够的植物可供食用。
这些发现可能为保护生物学家提供有价值的见解。为了保护大象和其他主要物种，并创造环境，使它们能够成功繁殖和增长种群，它们需要各种各样的植物来吃。这也可能减少物种间竞争的机会，并防止动物偷猎人类的食物来源，如农作物。
“野生动物种群需要获得多样化的饮食资源才能繁荣，”Kartzinel说。“每只大象都需要多样化，一点点香料——不仅仅是在它们的食物中，而是在它们的饮食习惯中。”
