科学家如何利用粪便研究纽约市郊狼的数量

十年前，杰西卡·卡雷罗(Jessica Carrero)在布朗克斯(Bronx)的范·科特兰特公园(Van Cortlandt Park)散步，突然有一只看起来像狗的东西从树林里冲出来，沿着小路跑到她面前。但当她看到这只动物时，纽约市公园和游憩部的护林员可以断定这不是狗。“它没有项圈，也不像狗那样移动，”她说。“它既不紧张也不兴奋——它移动时似乎有一种使命感，知道自己要去哪里。”一年前，她曾在佩勒姆湾公园(Pelham Bay Park)短暂地看到过一只长相相似的动物。当时，她在想，那可能是一只郊狼吗?然后她又怀疑了自己。那时，“还没有证实[土狼生活在]这里，”她说。“我想，‘那一定是只流浪狗。郊狼不在纽约。’”但有了这一发现，毫无疑问:尽管这些动物在布朗克斯的存在还没有得到证实，但卡雷罗看到的是一个。

从10年前的那一天起，郊狼就在纽约市站稳了脚跟;从上西区到炮台公园城，从皇后区一家酒吧的屋顶到赖克斯岛，到处都能看到它们的踪迹，它们还在布朗克斯的公园里繁殖。卡雷罗在布朗克斯出生和长大，并在公园服务了15年，他与动物们有过多次确认的接触。她不只是随叫随到地帮助把郊狼从住宅后院迁移到森林公园——她还在布朗克斯的公园小径上发现了它们。有一次，她看到三只小狗在佩勒姆湾公园玩耍;还有一次，她和两个工作人员把两只土狼从一只兔子面前吓跑了，这只狗可能正在捕猎一只兔子。“我们救了兔子的命，”她笑着说。

她的许多同事从未发现过郊狼，但卡雷罗估计，她在公园服务期间见过九次这种动物。“我只是运气好，”她说。

9可能看起来不是那么多考虑到Carrero和她的同事们把大多数时间花在公园散步,但它突然变得很多,当你把它比作目击科学家马克Weckel和克里斯·伊之间的有两个:5。(韦克尔两张，纳吉三张。)这是一个耻辱，考虑到这对夫妇花时间研究纽约市迅速增长的郊狼数量，作为哥谭郊狼项目的联合创始人。

该项目成立于2011年，从一个简单的问题开始:土狼在哪里?韦克尔的日常工作是美国自然历史博物馆(American Museum of Natural History)的科学研究指导计划(Science Research Mentoring Program)经理。Nagy是Mianus河峡谷的研究主任。

“从那时起，”韦克尔说，“我们已经扩展到这样的问题:有多少人?它们的基因关系是什么?它们会对纽约市的生态产生什么影响?”

为了回答这些问题，该项目从大学和博物馆招募了科学家，并寻求实习生和志愿者的帮助。他们与Carrero和公园管理部门保持联系，每年两次，他们在纽约的公园里设置追踪摄像头，希望能看到这种难以捉摸的动物。但是目击证人的报告和追踪相机的照片只能告诉科学家这么多——也就是土狼在哪里。为了回答更棘手的问题——这些动物之间是如何联系的，它们吃什么——科学家们依赖于粪便。

大约200年前，土狼居住在北美西部，从加拿大南部到墨西哥北部，从密西西比西部到加利福尼亚。但随着人类将森林夷为平地，消灭了东部狼和东部美洲狮等顶级掠食者，郊狼向各个方向扩展了活动范围，适应每一个新环境，并在其中茁壮成长。他们的新领地，从阿拉斯加南至巴拿马，一直延伸到东海岸，标志着他们的活动范围至少扩大了40%。

到了20世纪80年代，这种动物在纽约州繁殖——除了纽约市和长岛以外的所有地方。90年代中期，土狼开始行动。

纽约市由五个区组成:布朗克斯、曼哈顿、斯塔顿岛、布鲁克林和皇后区。斯塔顿岛和曼哈顿都是岛屿，布鲁克林和皇后区都位于长岛;布朗克斯区是美国大陆上唯一的自治市，所以在纽约第一次看到现代郊狼是有道理的。这件事发生在1995年2月，当时这只雌性动物跑到布朗克斯区的迪根高速公路上，被一辆汽车撞了(后来人们为她立了一座雕像)。下个星期，又有一只土狼在范科特兰特公园被发现中弹，不久之后，又有一只土狼在伍德隆公墓被发现。到2011年，郊狼已经在布朗克斯建立了繁殖种群，这些天，它们在城市里大张旗鼓地出现。

现在，只剩下最后一块大陆要征服了:长岛(包括布鲁克林和皇后区)。已经有个体通过桥梁、隧道或游过水体到达那里，但目前该地区还没有任何繁殖种群。然而。

当韦克尔还是纽约城市大学(City University of New York)的研究生时，这个事实引起了他的注意，并直接激发了哥谭郊狼计划(Gotham Coyote Project)的灵感。当这个土生土长的纽约人意识到没有人在研究郊狼时，他立刻抓住了这个机会:“你很少有机会了解一个新种群的头几个个体在做什么。”

这个小组决定利用一种对他们来说唾手可得的资源，尽可能多地了解这些动物。为了找到郊狼的粪便，你必须去郊狼出没的地方——所以在七月的一个炎热的早晨，你前往范科特兰特公园帮助纳吉和四名实习生搜寻。

从远处看，土狼的粪便和狗的粪便并没有什么不同。但是走近一点，你就会发现一些差异。狗的粪便是同质的，但土狼的粪便中可能含有树枝、石头、种子和碎骨，而且由于其杀戮后的皮毛，它可能有很多绒毛。

我们见到了Nagy，他的实习生，还有Nagy的狗ethan——一只黑白相间的小狗，他和一个朋友训练它在Van Cortlandt的马厩附近嗅来嗅去，然后开车一小段时间就到了Nagy想要搜索的区域。我们一起走进去，然后分成两人一组，以便搜寻更多的地方。

土狼经常就在人们使用的小路旁边大便——不需要到树林里去找粪便——大多数在Van Cortlandt公园里走过成堆粪便的人都不会再多看它们一眼。但是我们走路的时候眼睛盯着地面，仔细检查我们发现的每一个棕色的肿块。头天晚上下雨了，软绵绵的东西变得模糊不清;不止一次，潜在的便便被证明是一根腐烂的棍子。

理论上，当伊森闻到合适的气味时，他就会在现场停留。在狩猎时，他通常至少能找到一丁点儿。“如果我从零开始做这件事，我会去收容所，只找最活跃的强迫症狗，”纳吉说。“通常情况下，你只是把网球在栅栏上跑上跑下，如果他们对它非常着迷，那就是你的狗。我的狗有点难取悦。它知道我们在那里做什么，而且它确实在做——只要周围没有松鼠。”

随着气温飙升至90多度，伊桑无法工作。他在喘气，而不是用鼻子嗅，每一只花栗鼠(布朗克斯有很多花栗鼠)都让人分心。再多的款待也不能让他继续工作。经过四个小时的搜寻——其间我们搜寻了超过五英里——我们收拾好东西，返回公园入口。

纳吉和伊森一无所获，但其中一名实习生对便便很有眼力;她找到了两个样本。(根据纳吉的计算，人类需要大约8个小时才能找到一种粪便，而狗需要4个小时。)在一个纸袋上，她写下了公园的首字母，猫的GPS坐标和她的首字母。在讨论了如何捡起大便——纳吉忘了带塑料手套——之后，另一个实习生用另一个纸袋把它捡起来，并把它放进有标记的袋子里。最后，她放入几包干燥剂，可以使样品干燥。

Nagy把样品放在他的背包里。从这里开始，他会把它们放在门廊下凉爽干燥的地方，直到他有时间带它们去实验室。然后他就收工了;现在搜索引擎太热了。

任何生物排便时，都会在排泄物表面留下细胞。这些细胞中有DNA，这将向研究人员揭示纽约市土狼之间的关系。这就是卡罗尔·亨格的切入点。这位福德姆大学(Fordham University)的博士生经常在实验室里，小心翼翼地从土狼粪便中提取细胞，并分析它们的DNA。

亨格尔曾是一名动物园管理员——她在布朗克斯动物园照顾灵长类动物达10年之久——当她决定攻读生物学博士学位时，她并不知道纽约市有郊狼。在研究学校的过程中，她看到了她现任导师杰森·蒙西-南(Jason Munshi-South)的网站。她说:“他有一段视频，在TED演讲中提到纽约有郊狼。”“我很惊讶。我想，‘我必须研究这个。Munshi-South帮助哥谭郊狼项目收集粪便，分析DNA。亨通缉。

粪便被装在纸袋里送到亨格尔，袋子上详细标明了采集样本的地点。如果粪便被冷冻了——就像采集时样本是潮湿的那样——它就会被放进冰箱。如果它是干的，她就把它放进她改装的文件柜里。她说:“你一定要确保样品在储存前已经干燥，否则它会发霉。”

当需要处理样本时，亨格尔会将其从仓库中取出，用一次性塑料钳将其从袋子中取出，并将其放在消毒过的培养皿上。接下来，她用手术刀刮掉粪便外面的一小块区域。亨格尔说:“我寻找粪便中较暗的部分。“任何毛茸茸的东西都将是猎物DNA;黑暗的区域有很高的粪便含量，”这就是土狼的细胞所在的地方。她把刮痕放入一个小试管中，并将其填入裂解缓冲液，裂解缓冲液是一种可以打破细胞的溶液，这样科学家就可以分析它们的化合物。稍微摇晃一下样本后，她将其放入培养箱中，等待细胞打开——这一过程，取决于样本的年龄，可能需要1到12个小时。(为了防止污染，从培养皿到手术刀，所有东西都是一次性使用的，要么扔掉，要么在接触到粪便后进行消毒。亨格尔还会在加工槽之间擦拭工作台。)

一旦细胞被打破，Henger会加入蛋白酶K，一种可以降解蛋白质的酶。“这可能会妨碍提取DNA，”她说。对样本进行离心分离法可以去除含有蛋白质的液体。

最后，她添加了洗脱缓冲液，一种与DNA结合的溶剂，然后将样本储存起来，直到分析的时候。亨格尔说:“我从试管中提取一点DNA，然后添加引物。”“引物是DNA的短片段，它们会与土狼样本中的其他DNA链结合。”接下来，她加入聚合酶，一种能引发连锁反应的酶。这些引物将在DNA中扩增出11种不同的标记，其中两种表示动物的性别(她使用另一套标记来确定粪便是来自郊狼，还是只家养狗或赤狐)。“这些标记在个体之间是不同的，”亨格尔说，“这给了我每只土狼的一个独特的基因型。”

自2010年夏天以来，亨格尔已经处理了大约200个纽约市的粪便样本，研究仍在进行中;例如，一些加工过的样本没有揭示出足够的基因信息来识别单个的土狼。尽管如此，她说，还是有一些初步的发现。“从2010年到2016年收集的样本来看，我有20个个体基因型，”她说。“其中大部分——大约14个——来自佩勒姆湾公园，这是我们采样最多的公园，因为它是最大的公园。”总共有35只已被确认的郊狼:大多数来自布朗克斯的公园(佩勒姆湾、里弗代尔、范科特兰特、费里角公园、帕格斯利溪)，一个样本来自因伍德，其余的来自皇后区。

根据她的DNA分析，土狼和她关系密切。例如,唯一狼小公园的居民女皇男性研究人员弗兰基的绰号,他在2009年被首次发现在公园里-股DNA与男土狼的粪便收集Pelham湾公园和Pugsley溪(约16英里和18英里的公园在皇后区,分别)。亨格尔说:“他与两只雄性土狼有二级血缘关系(25%的DNA相同)。”“一级亲缘关系指的是父母-后代或完全的兄弟姐妹关系——我们不知道它是父母/后代还是兄弟姐妹。二级亲属关系指的是同父异母的兄弟姐妹，侄女或侄子的阿姨或叔叔，或祖父母-孙辈关系。”

公园内和公园之间都有很多一级亲和关系，“这让我想起了分散到另一个公园的后代，试图建立他们的新领地，”亨格尔说。“事实上，我们看到他们在城市中移动，去不同的公园，这是一个好迹象，因为这意味着他们可以移动，他们不会被这种高水平的城市化所困。”他们也有很高的基因多样性，这表明外面的土狼正在进来，并保持基因库的新鲜。

这些郊狼是携带狼基因的混血儿，尽管纳吉和韦克尔更喜欢“东北郊狼”这个词，而不是更流行的“郊狼”合成词。这种说法“让事情看起来很简单，就好像你谈论的动物是半狼半狼的，其实不是，”韦克尔说。但这种动物不是狼的亚种:根据最近的一项研究，灰狼是北美唯一真正的狼种。“另外两个传说中的物种，东方狼和红狼，是灰狼和郊狼DNA的混合物。”

未来，Henger希望与纽约市以外的研究人员合作，找出郊狼的来源。“我的假设是，”她说，“这些家伙中的很多人来自最初定居在佩勒姆湾的一个种群，可能来自韦斯切斯特”——佩勒姆湾以北20多英里——“然后他们从那里分散到其他公园。”她还计划使用收集到的数据来创建一个景观模型，帮助她确定土狼使用的是哪条走廊。她说:“这在保护环境方面很重要。”“我们可能希望保护这一互联互通领域不受发展影响。”

当亨格尔完成粪便时，它的旅程还没有结束。接下来是乘坐一小时的地铁前往美国自然历史博物馆，科学家和他们的实习生将在那里处理粪便。他们先做一种叫“猫茶”的东西。

粪便可以给我们DNA，这表明了土狼的亲缘关系，但这并不是它能告诉我们的全部。分析粪便的内容也揭示了这个新群体的饮食。尼尔·邓肯是AMNH哺乳动物部门的收藏品经理，他和博物馆科学研究指导计划(SRMP)的四名高中生决定了这个问题的答案。他说:“他们花了好几个小时，而我却没有。”“四个人一起工作，每周多出一天的时间做研究，这是我无法做到的。”

这些学生——都是年轻的女性——在报名参加这个项目时，并没有意识到自己要处理的是便便，但这并没有吓到他们。“我觉得这很酷，因为它是关于纽约市的郊狼的，”18岁的奥利维亚·阿舍告诉我们，当我们去博物馆看他们的研究时。“不愉快的部分并不比有趣的部分更重要。”

所以他们整个学年都戴着乳胶手套处理粪便。首先，他们在尼龙长统袜的脚部放上便签纸，每个便签纸上都有一个与数据表相对应的识别号码。(亚瑟拿出一盒L 'eggs Everyday Knee high。“它们不能是腿，只能是脚，”她解释说;把长袜剪破会磨损它们，使它们难以使用。)接下来，把袜子上的便便泡在一桶水里，按摩以分解便便，然后把便便“浸泡”在一桶水里，浸泡一夜，就制成了所谓的“便便茶”。第二天，他们把猎物从长袜中取出，放进一个筛子里，让它在水下运行，据17岁的Rita Rozovskiy说，“这样可以隔离猎物，消除粪便基质。”意思是:粪便融化后，只留下土狼吃的东西。

研究小组将不同种类的猎物分成不同的小瓶——毛发放在一个小瓶里，骨头碎片放在另一个小瓶里，然后依次编号，以确定它们来自哪一类猎物。然后它们试着辨认猎物;为了做到这一点，他们严重依赖AMNH收集的研究皮肤和骨骼。观察毛发的鳞片(外部)和髓样(内部)模式可以帮助他们识别一些物种，而观察粪便中的门齿和臼齿可以帮助他们识别其他物种。骨头碎片帮助他们缩小他们要寻找的物种的大小等级。但只有一个标识符是不行的;除非有多道证据，否则他们无法确认猎物的身份。

这是一项艰难而艰苦的工作。例如，识别比例模式要求学生在幻灯片上涂上厚厚的指甲油，掉落一根头发，然后等一会儿;在仔细地去除毛发后，他们在显微镜下观察鳞片图案，并使用向导来确定这是什么动物。阿瑟花了将近一个月的时间试图辨认一根头发，结果发现是郊狼的头发。但是，根据邓肯的说法，她的时间并没有浪费——这都是科学过程的一部分。他说，学生们互相问:“是的，它是郊狼，但你认为它吃了郊狼吗?”答案是:可能不会。“看看证据:就是一根头发，”他说。“那不是一撮头发。不管是玩耍还是打扮——谁知道呢。”

研究小组在一学年的过程中处理了49个粪便样本，尽管他们的结果是初步的，绝对不完整，但到目前为止，他们发现纽约市的郊狼喜欢非常多样化的饮食。它们主要吃松鼠、麝鼠、草地田鼠和兔子等小型哺乳动物，这些动物在粪便中发现的东西占19%，其次是鸟类(17%)和鹿(14%;鹿只在佩勒姆湾公园收集的粪便中被发现，那里的鹿数量非常庞大)。水果和种子在13%的粪便中被发现。

17岁的桑德拉·勒沃基解释说:“令人惊讶的是，垃圾在饮食中所占的比例并不大，这是我们所预料的，因为纽约有很多垃圾。”但对其他城市地区进行的饮食研究的分析表明，人为因素并不是任何城市土狼的主要饮食。对比还显示，纽约市的郊狼似乎比其他城市的郊狼吃更多的鸟。

研究小组也没有发现任何老鼠，但正如邓肯指出的那样，“这当然不意味着它们不存在。”他告诉学生们，一旦他们确定了一个物种的头发，他们应该检查所有的样本，并拔出看起来相似的头发。“所以这些大量的麝鼠或松鼠是我们调查技术的一部分，”他说。“我认为老鼠会来的，只是我们还没有发现。”

邓肯将继续和阿瑟以及两个SRMP的新学生一起做猎物分析。阿瑟在去年夏天实习结束后留下来了。“有趣的是，当我们发现这些土狼在皇后区的饮食，如果他们搬到布鲁克林和长岛，(我们将看到)饮食在这些更城市的地理区域是如何不同的，”他说。“我认为这将是这个故事的一个重要部分。”

毫无疑问:虽然长岛还没有被土狼占领，但殖民化是不可避免的。(目前有一名居民住在皇后区;今年夏天，在拉瓜迪亚机场附近发现了一只家庭犬群，港务局的官员捕获了它，并对它实施了安乐死，引起了公众的强烈抗议。)由于高出生率和它们难以置信的适应环境和景观的能力，试图根除这种动物的努力以失败告终。即使我们尝试过，也无法摆脱它们——美国人已经尝试过了。

据报道，在20世纪20年代，几乎已经消灭了狼的生物调查局(Bureau of Biological survey)开始了一场使用毒药消灭土狼的运动。在1947年到1956年之间，该机构在西部杀死了大约650万只土狼。正如这本书的作者Dan Flores所解释的那样，“当他们受到迫害时，他们倾向于放弃群体策略，以单对或双对的方式分散在各地。”而毒药运动是不断将它们散布到北美各地的事情之一。”他说，正常的产仔数量是5到6只，但“当它们的数量受到抑制时，它们的产仔数量会增加到12到16只。”你可以将某一地区土狼的数量减少70%，但明年夏天它们的数量就会回到原来的数量。”

布朗克斯区已经有五个郊狼繁殖地了，这也是纽约市唯一连接到纽约大陆的地方，也是比较容易的地方。前方的路要艰难得多:它们必须穿越铁轨，跳过桥梁，游过河流和长岛海峡，在新的领土上定居并开始繁殖。但他们中的一个(或多个)完成这一旅程只是时间问题。“这只是一个数字游戏，”纳吉说。“对于一只土狼来说，这已经够难的了。然后它需要找到一个合适的地方来建立领地，然后另一只土狼必须做[同样的事情]，而那只土狼必须是异性，并找到它的路，到达第一只土狼去过的完全相同的地方。这很棘手，但会发生的。这是整个欧洲大陆都在上演的故事。”

当它真的发生时，科学家们将回顾他们收集的所有数据，看看事情是如何变化的。Nagy说:“随着土狼最终进入长岛，我们大概会看到整个社区发生某种变化。”

例如，土狼将如何影响红狐的数量。狐狸吃携带莱姆病的小型啮齿动物;如果土狼把小狐狸赶出去，会有更多的啮齿动物和更多的莱姆病吗?“皇后区和长岛为你提供了一个很好的野外实验装置，”纳吉说，“在那里你可以在土狼到达之前、之后和未来测量各种各样的东西，看看会发生什么变化。”

随着土狼占领越来越多的领土，

我们必须学会与它们共存——教育公众如何做到这一点，就落在了Carrero和她在公园部门的同事们的肩上。“人们认为它们很危险，或者它们比实际大得多，”Carrero说。“我们向人们解释，它们是捕食者，(但)它们不会挑起一场它们不会赢的战斗。你解释说它们最多也就40磅。你解释说研究已经做过胃内容物分析，而且大部分是啮齿动物。一旦恐惧消失，人们通常只是想看看，然后问我哪里可以。”

有些人在城市环境中看到郊狼时会感到惊讶，但也有些人表现出了典型的纽约态度:冷漠。在最近的一次电话中，卡雷罗监督释放了一只被困在某人后院的土狼。在兽医给它注射了镇静剂并清理干净之后，卡雷罗和工作人员把这只郊狼带到了一个公园放生，把笼子斜向一片树林。“有了它们的颜色，它们只需要跑10码，就会消失，”Carrero说。“我们给它指了指这个伪装得很漂亮的森林，它径直穿过一小片树林，那里有一块明显的空地，它在公园里只有两群人中间跑!”

当卡雷罗去看他们对刚才发生的事情是否有什么问题时，人们确实有一个问题:为什么她戴着手铐?“他们只问了我一件事!”她笑着说。(公园护林员亦是特别巡警;“我不知道他们是否认为那是一只流浪狗”——也许像她多年前那样——“或者他们已经习惯在这一地区看到它们了。”但是没有人说话。”