探析生物入侵对遗传多样性的影响

张瑞轩

摘 要：生物入侵是指某物种通过自然或人为等途径由原生存环境进入其他生存环境，并对其他生存环境原有生态系统造成影响的过程。文章通过对生物入侵后入侵物种和本土物种遗传多样性变化情况进行研究，以期保护本土物种遗传多样性，合理管控入侵物种，达到维持生态环境平衡的目的。

关键词：生物入侵；遗传多样性；本土物种

生物入侵一直受到全世界的广泛关注，其引起的严重后果，仅次于生存环境破坏对于生物遗传多样性的影响。入侵物种虽然在入侵初期遗传多样性会暂时降低，但是随着种群数量的增加会逐渐增加其遗传多样性；对于本地物种，受到生存区域减少、与入侵物种间杂交等因素影响，使得本地物种遗传多样性降低。

一、入侵物种遗传多样性变化解析

（一）定居阶段

侵入其他生存环境的入侵物种种群个体数量普遍较少，在面临新的生存环境时入侵物种需要时间来适应新生存环境，在此过程中会损失部分种群个体，造成入侵物种遗传多样性暂时下降。例如，阿根廷蚂蚁本身具备较强的攻击性，在被引入北美之后，其攻击性出现明显减弱。究其原因在于阿根廷蚂蚁在入侵北美的初级阶段，其种群数量较少，在适应环境阶段损失了部分物种个体，造成入侵物种遗传多样性暂时降低。虽然阿根廷蚂蚁在入侵后凭借强大的繁殖能力，使得种群数量迅速扩大，但是不同蚂蚁巢穴中的蚂蚁，均拥有极其相似的遗传基因，由于血缘选择的原因，入侵北美的阿根廷蚂蚁种群攻击性较低，与其他巢穴的争斗次数较少。在入侵物种定居阶段，环境的改变会淘汰部分种群个体，使得种群整体数量降低，出现遗传多样性减少的现象。

（二）积累阶段

入侵物种在适应新的生存环境之后，会进行生活习性进化和对较弱基因淘汰的积累阶段。在此过程中，入侵物种在淘汰较差基因后使得种群内所有个体的基因保持在较高水平，并且为了适应生存环境而产生的进化又產生了新基因，增加了种群的遗传多样性。例如，非洲蜜蜂又被称为“杀人蜂”，容易受到外部刺激而做出攻击行为，会以结群的方式攻击挑衅者，飞行速度较快，人和动物在受到攻击时较难躲避。该物种在无意间被引入美国，在种群扩张阶段，该物种改变原有生活习性进行进化，凭借其身体强壮的优势开始在美国各地进行筑巢。本土蜜蜂因为飞行速度和攻击性较弱的原因，使其无法与非洲蜜蜂形成有力竞争，造成本地蜜蜂种群数量逐渐下降。在入侵物种积累阶段，一方面，入侵物种的种群数量开始扩大，另一方面，入侵物种在适应环境过程中发生的基因突变，使得种群遗传多样性开始增加。

（三）爆发阶段

入侵物种在种群数量较大时，开始进入爆发阶段。在该阶段，部分入侵物种会通过杂交的方式加快种群遗传多样性增长速度，以抑制本土物种遗传多样性增长；部分入侵物种通过竞争、捕食等渠道进行生存领地的扩张，在此过程中，入侵物种遗传多样性增长较慢。例如，尼罗河鲈（维多利亚鲈鱼）属于淡水食肉性鱼种，体型巨大，自然环境中，最高可生长至两百公斤，最长可达两米。在上世纪六十年代，尼罗河鲈被引入非洲的维多利亚湖。尼罗河鲈在适应生长环境后开始进入种群爆发阶段，尼罗河鲈与湖中的本土鱼种形成竞争关系，经常争夺其他鱼类食物；并且尼罗河鲈体型巨大，属于杂食性物种，会捕食其他鱼类作为食物。在短短几十年间，已经造成维多利亚湖中近百种鱼类的灭绝。入侵物种在爆发阶段会采用不同方式进行种群数量的快速增长，对于遗传多样性的影响会随着物种扩张方式发生变动。

二、本土物种遗传多样性变化解析

（一）入侵物种的直接影响

入侵物种的直接影响表现在与本土物种进行杂交。在杂交过程中，入侵物种会直接造成本土物种遗传多样性降低，甚至造成本土物种的彻底灭绝。在杂交过程中，入侵物种对于本土物种会造成以下危害：第一，若两物种间血缘较远，会造成杂交物种的环境适应性降低；第二，入侵物种容易获得本土物种的优良性状，增加入侵物种的环境适应能力；第三，杂交产生的不育体，会与本地物种竞争生长资源，减少本土物种的生存领地；第四，杂交会使本土物种基因受到污染，尤其对于濒危物种，极易加快物种灭绝速度。

杂交优势一般会体现在血缘较近的物种之间，但是杂交物种在继承本土物种优良性状后，会对本土物种遗传多样性造成极大威胁。例如，大米草是本土欧洲米草与互花米草杂交所产生不育后代经过染色体加倍形成的杂交物种。该杂交物种继承了欧洲米草与互花米草的优良性状，具有极强的环境适应能力，能够生长在欧洲米草无法生长的裸滩，并且大米草具备极强的入侵能力，会抢占欧洲米草原有的生长环境，限制本土物种的遗传基因交流，造成本土物种遗传多样性下降。入侵物种通过杂交所产生的后代会加强环境适应能力，对本土物种造成巨大的威胁。

（二）入侵物种的间接影响

入侵物种的间接影响主要表现在本土物种生活环境片断化。入侵物种在基因进化后会与本土物种进行生活领地竞争。在此过程中，本土物种因为竞争力较低，所以造成生存环境被分割成多个区域，使得本土物种的种群规模下降，降低了本土种群的杂合度和基因多样性，最终导致本土物种遗传多样性下降。例如，在十九纪中叶，一名英格兰农场主携带若干兔子来到澳大利亚定居。兔子在放养至农场后，因为澳大利亚土壤松软、没有天敌，所以兔子在澳大利亚进入了疯狂的繁衍阶段。据统计，在上世纪三十年代，澳大利亚的兔子种群数量已经增长至了一百亿只。在兔子种群爆发阶段，兔子抢占本土物种的生活领地，抢夺当地食草动物食物，并将本土物种的生活领地分割成多个区域，使得本土物种之间的基因流通减少，造成本土物种基因的杂合性降低，加剧了近亲衰退。入侵物种在侵略本土物种生存领地的过程中，本土物种的生存环境被片断化，导致本土物种无法进行有效的基因交流，使得本土物种遗传多样性降低。

三、结语

综上所述，入侵物种在定居阶段遗传多样性会暂时降低，经过基因进化和环境适应后遗传多样性会逐步增加；本土物种受到入侵物种直接或间接影响，会造成本土物种遗传多样性的快速下降。在了解生物入侵对于遗传多样性的影响后，通过预测物种进化方向，可以有效排除对本土物种造成威胁的有害物种。

参考文献

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[2] 王敏，上官铁梁.生物入侵对遗传多样性的影响[J].农业环境科学学报，2018（S2）：839-843.