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同位素应用有助于对野生动物进行追踪-同位素碳、同位素氮、同位素氧等稳定同位素
发布日期:2024-01-05 来源:重水 同位素 氙气 ,氪气, 氖气,氦气, 三氯化硼,三氟化硼,氘气, 一氧化碳, 甲烷

截至 2022 年,全球野生动物组织(CITES 和非 CITES 所列)非法贸易额估计约为 2,200 亿美元,(1)使这种做法跻身全球犯罪活动前四名。随着生态系统及其所栖息的野生动植物受到人类发展带来的越来越大的压力,这种贸易威胁着许多物种的大量减少和最终灭绝。


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各国政府仍在努力应对这种现象的严重程度,并且通常没有什么工具可以应对这种日益增长的趋势。然而,一旦查获野生动物身体部位,就可以对其进行法医检查,以帮助确定来源,并且此类工具可以在一定程度上为打击此类犯罪活动做出贡献。

这种方法依赖于微量元素、遗传学和稳定同位素等内在生物标志物的使用。我们的实验室继续研究使用天然存在的各种元素的稳定同位素比率作为确定生物材料的大致来源的手段。我在之前的几篇文章中描述了这种方法,但本质上,这项工作最强大的组成部分使用动物部位中氢和氧的稳定同位素比率,并尝试将它们与称为同位素的起源同位素图联系起来。

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寻根溯源

使用稳定同位素追踪动物部位的起源并不新鲜,20 世纪 80 年代末的早期研究已使用这种方法基于氮等轻元素和铅、锶等重元素来“指纹”非洲象牙的起源。然而,这一突破是将动物组织中稳定的氢和氧同位素比率与降水驱动的等位图联系起来,这主要基于全球降水同位素网络(GNIP)提供的惊人数据集。

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虽然稳定同位素测量等法医技术可能永远无法保证原产地归属始终保持 100% 的准确性,但它们可以为可合法使用的证据的总体权重提供巨大贡献。

我们第一次涉足这一领域是由加拿大环境与气候变化部赞助的,该机构寻求遗传和稳定同位素追踪手段来确定加拿大北极地区北极熊的起源。

作为一种范围广泛的顶级捕食者,该物种是所有动物群中最具挑战性的保护和管理之一,但它们的战利品皮却受到广泛追捧。加拿大的每个北极熊管理区都有严格的收获配额,因此拥有独立的方法将毛皮(通过毛发分析)分配到其声称的区域非常重要。迄今为止,遗传方法的功效尚未被报道,但我们使用碳、氮、氢和氧(δ 13 C、δ 15 N、δ 2 H、δ 18 O)的稳定同位素测量已显示出非凡的前景。

我们检查了 1000 多只熊的毛发,并能够将它们正确地分配到预先存在的管理种群中,准确率约为 80%。重要的是,我们确定了更符合人口生态隔离的同位素管理区域,而不是那些主要是政治性的管理区域。

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我们的实验室对从东非和中东之间的非法贸易中捕获的猎豹幼崽的胡须进行了第二次类似的法医调查(4)。猎豹幼崽是世界上最濒危的猫科动物之一,不幸的是,猎豹幼崽被当作富人的珍奇宠物进行贸易。可悲的是,被交易的猎豹的预期寿命极低。

我们的调查旨在确定被查获的野生猎豹幼崽的出生地,因为它们可能来自撒哈拉以南非洲的广大地区或更南部的地区。主要通过胡须的 δ 2 H 和 δ 18 O 测量,我们得出结论,大多数动物来自埃塞俄比亚南部和坦桑尼亚。δ 18 O 测量的一种特别创新的使用使我们能够纠正母亲哺乳的任何影响,如果我们仅依赖 δ 2 H ,这个因素就会削弱我们的法医分析。

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陆路或海上

稳定同位素分析用于调查食品掺假和食品(尤其是葡萄酒)的真实性有着丰富的历史。然而,建立这种方法来回答有关非法野生动物贸易问题的尝试却少之又少。

最近,《跨太平洋伙伴关系全面进步协定》(CPTPP) 要求我的实验室就对两类 CITES 保护物种使用稳定同位素分析的可行性发表评论。这些涉及鲨鱼和鳐鱼的非法贸易以及海龟和陆龟的贸易。

对于陆龟等陆地动物的应用现已很成熟,但读者可能不太熟悉这样一个事实:存在相当明确的海洋等景观,可以用来追踪海洋生物。


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最近的同位素工作确实已应用于调查世界鲨鱼的区域同位素“特征”,因此我们准备利用这项工作来打击鱼翅的非法野生动物贸易。

同样,稳定同位素测量作为一种法医工具具有重要的前景,可以打击野生动物器官的非法贸易,并提供一种相对便宜的手段来排除种群和原产地。这是我们最近为巴西完善 δ2H 羽毛等景观的动机,作为调查野生鸟类贸易的一种手段,特别是来自该国的鹦鹉。

此外,巴西和整个热带地区的非法野生动物木材贸易是一种犯罪行为,很可能利用同位素测量来推断来源。简而言之,我们非常鼓励各国政府探索这种方法,将其作为对法医工具的可行且低廉成本的贡献。