提高鲸鱼的怀孕预测

在鲸鱼身上做怀孕测试并不容易。你不能让一只校车那么大的野生海洋动物在一根小棍子上撒尿。几十年来，科学家们统计怀孕女性数量的唯一方法是通过视觉和基于视觉特征的最佳猜测。在过去的几年里，研究人员一直依赖于通过飞镖收集的鲸脂的激素测试，但结果往往是不确定的(不是阴性或阳性)，研究人员不能肯定地说动物是怀孕了还是只是排卵期。

美国国家标准与技术研究所(NIST)和澳大利亚格里菲斯大学的研究指出了这种测试的弱点，并提供了一种新的激素测试方法，可以提供更好的结果。

NIST的生物学家阿什利·博格斯(Ashley Boggs)帮助开发了这项新测试，他说:“以前的测试只研究了脂肪样本中的孕激素。”“我们发现雄激素，尤其是雄烯二酮与孕激素结合，更有可能成为怀孕的可靠标志。”

能够确定鲸鱼怀孕是很重要的，因为它提供了一个种群健康状况的洞察。鲸鱼对环境的变化很敏感，可以作为出现问题的早期预警信号，包括食物网健康状况的细节，海洋噪音的影响，以及污染物暴露的水平。为了保护鲸鱼，《海洋哺乳动物保护法》于1972年颁布，从那时起，美国国家海洋和大气管理局(NOAA)就开始对鲸鱼种群进行评估和保护，包括怀孕数据。这就是为什么NOAA来到NIST，试图推进海洋哺乳动物的激素测量技术。

近年来，座头鲸的数量在许多地方急剧增加，尽管它们仍然被认为是濒危物种。这种动物体型庞大，很难用传统的鉴定方法来计数或研究它们。像大多数受保护的鲸鱼一样，这个物种不能被圈养，关于它们的大部分信息必须通过在野外观察来获得。但是座头鲸可以作为其他更濒危的大型鲸鱼的指示物种，通过为这些表现良好的物种开发生物分析测量技术，科学家可以自信地将其应用于其他更受保护的物种。

博格斯说:“到目前为止，大多数测量都是使用免疫测定法进行的，这需要‘一次一个’的方法来测量激素。”

“我们知道，激素在一起作用会引起巨大的生理变化。如果你一次只关注一种激素，你可能会错过主要的激素，或者只是用光了钱或样品。”

研究小组研究了澳大利亚东海岸两个迁徙阶段的雌性座头鲸。在6月/ 7月(南方的冬天)到达产犊地之前和9月/ 10月(南方的春天)离开产犊地之后，随机抽取了52只个体。在到达产仔地之前，只有一只体内含有高浓度的孕酮，这种激素以前曾被用作这一物种的怀孕指标。这个数字似乎太低，不可靠。证据表明，动物的激素谱在怀孕后期发生了变化，因为后来出现了多只小牛。

在海洋哺乳动物中发现怀孕的化学指标与在人类中发现它们有很大的不同，在人类中，一种称为人类绒毛膜促性腺激素(hCG)的蛋白质激素在胚胎着床后立即被检测到。其他蛋白质激素很难作为怀孕的标准指标，因为它们的水平因物种而异。

以前的鲸鱼生殖研究依赖于用酶联免疫吸附试验(ELISA)测量激素孕酮。多年来，ELISA一直是“首选”的检测方法，但NIST的科学家们已经确定，并非所有物种在怀孕期间都依赖于相同的激素，此外，一些物种的激素水平在怀孕过程的不同阶段表现出显著的变化。

NIST的研究人员意识到，一种名为质谱的化学分析技术，可以根据化合物的质量来检测它们，可能会同时测量许多激素，并帮助生物学家了解在怀孕的不同阶段可以发现哪些激素。

来自NIST和格里菲斯大学的科学家们的新分析允许使用液相色谱串联质谱法在每个鲸鱼脂肪样本中同时收集11种类固醇激素。该技术根据分子大小和质量来识别激素，而不是像目前的方法那样，将激素附着在抗体上，确保了更高的准确性和选择性。

Boggs说:“通过撒更大的网，寻找更多的激素，我们能够得到一套更好的生物标志物。”同样的技术也可能适用于其他物种，包括北大西洋露脊鲸，它们正以惊人的速度死亡，被认为是一个处于危险中的物种。

博格斯指出，正确的时机也可以提高测试的准确率。

她说:“标准将根据怀孕的进展程度而改变。”“在一些物种中，孕激素在怀孕结束时下降。即使是关系密切的物种也可能有非常不同的激素特征。每一项测试都需要根据物种进行调整才能准确，但质谱法的美妙之处在于，在开始寻找之前，你不必知道哪种激素是主导的。你可以把它们都看一遍。”

参考
G.达勒·卢切，A.S.P.博格斯，J. r .库克利克，J.格罗斯，D.W.霍克和S.本特森·纳什。雄烯二酮和睾酮而不是孕酮是即将分娩的座头鲸怀孕的潜在生物标志物。科学报告。2020年2月19日在线发布。DOI: 10.1038 / s41598 - 020 - 58933 - 4。

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