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出品：科普中國

作者：陳俊賢

監(jiān)制：中國科普博覽

在人類生存的地球上，有上百萬的生物與我們共存，它們各自展開著自己奇妙的生命之旅。小時(shí)候，我們接收外界信息時(shí)，常會(huì)以最簡單的“好”或“壞”來對(duì)事物貼上辨識(shí)的標(biāo)簽。其中，入侵生物則頻繁被貼上“壞”標(biāo)簽被人們熟知。

那么，什么是入侵生物呢？它又因何被大家所警惕呢？今天讓我們一起去揭開它那神秘的面紗吧！

警惕生物入侵 （圖片來源：Conservation Corridor）

一、為什么會(huì)有生物入侵？

入侵生物一般指在原產(chǎn)地以外的地域生存、繁殖并成功建立能夠自我維系種群的前提下，對(duì)當(dāng)?shù)厣铩⑸鷳B(tài)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)和安全造成威脅的外來生物物種。

但是，并非所有的外來物種都具有入侵性，一個(gè)生物物種從原產(chǎn)地“漂泊”到“新大陸”的原因也各不相同，主要是以下三種情況：（1）自然傳入。它們有的通過空氣、水流或是魚、蟲、鳥、獸的移動(dòng)攜帶而著陸。（2）無意傳入。隨人類活動(dòng)、運(yùn)輸?shù)能壽E而隨之發(fā)生擴(kuò)散。（3）有意引入。以提升當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)觀賞性或經(jīng)濟(jì)效益為初始目的被人類引入本土。

二、生物入侵的適應(yīng)策略有哪些？

同人類剛到新環(huán)境需要調(diào)整適應(yīng)一樣，外來生物也同樣需要接受當(dāng)?shù)氐纳婵简?yàn)。在這期間，外來物種的成功入侵需要經(jīng)過傳入、定殖、潛伏、擴(kuò)散、暴發(fā)5個(gè)階段。而在入侵過程中，為了應(yīng)對(duì)生存環(huán)境，它們的適應(yīng)策略也在逐漸升級(jí)轉(zhuǎn)變，主要分為以下幾個(gè)方面：

生態(tài)適應(yīng)。生物的生活史對(duì)策是其在演化過程中與環(huán)境互作的重要表現(xiàn)。入侵種到入侵地后，面對(duì)自然環(huán)境的選擇，從個(gè)體開始直至種群都會(huì)進(jìn)行最大限度的適應(yīng)優(yōu)化。在適應(yīng)進(jìn)化的過程中，入侵種的生活史發(fā)生改變，可能在其體型大小、生長、行為、繁殖、壽命和資源利用等方面有所體現(xiàn)，且入侵種與土著種的生活史的差異性也揭示著生物適應(yīng)策略的優(yōu)劣。

快速進(jìn)化。入侵種入侵到新的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)后，因?yàn)槿鄙偬鞌场夂蜻m宜、競爭較少等因素，往往會(huì)表現(xiàn)出比在原產(chǎn)地更好的適應(yīng)性。因此其可以快速生長，含性器官在內(nèi)的生殖系統(tǒng)發(fā)育周期縮短，與環(huán)境的適合度更高，入侵種群的數(shù)量得以大幅增長，并保持一定種群穩(wěn)定性。

種間互作。入侵地的豐富的生物多樣性為入侵種的成功入侵提供了保障。物種間的相互作用可以更好地幫助入侵種適應(yīng)新環(huán)境，提高資源的轉(zhuǎn)化率和利用率。

從北美肆虐到亞洲與歐洲多個(gè)國家的松材線蟲Bursaphelenchus xylophilus就有一套十分成熟的入侵策略。在我國，松材線蟲找到了松墨天牛Monochamus alternatus作為“最佳拍檔”——媒介昆蟲，寄生在松樹的松材線蟲進(jìn)入天牛呼吸系統(tǒng)后，天牛氣管菌群發(fā)生變化，線蟲與天牛間的適配性更高，隨后線蟲等待天牛飛到其他松樹進(jìn)行取食或產(chǎn)卵時(shí)再進(jìn)入新寄主，同時(shí)自身分泌酶抵抗松樹本身的萜烯類防御物質(zhì)進(jìn)行新一輪的入侵。

松墨天牛幼蟲 （圖片來源：veer圖庫）

松材線蟲動(dòng)畫形象（圖片來源：視頻《為了抓捕松樹枯死的“兇手”，這種天牛被狠狠誤傷了》）

這其中包括了動(dòng)物、植物、微生物間的相互作用，使得入侵種的生長發(fā)育及繁殖效率更為高效，提高了入侵種在入侵地的可塑性。

遺傳結(jié)構(gòu)。入侵種在進(jìn)入入侵地后，在適應(yīng)進(jìn)化的過程中使得其攜帶的遺傳信息更加多樣化，出現(xiàn)遺傳變異，極大地增加了其遺傳物質(zhì)的豐度。在入侵地經(jīng)歷自然淘汰后幸存的親本將其突變后獲得的優(yōu)質(zhì)性狀穩(wěn)定遺傳給后代，使得入侵種的遺傳結(jié)構(gòu)與原產(chǎn)地種群產(chǎn)生差異。

表型可塑性。隨著入侵種在入侵地的進(jìn)化，基因組即其所包含的整套遺傳信息總量增多。入侵種的同一基因型在不同環(huán)境中可能會(huì)使其形態(tài)或生理上產(chǎn)生不同的表型，且具有一定的獨(dú)立遺傳基礎(chǔ)。在增大入侵種對(duì)環(huán)境潛在資源利用可能性的同時(shí)，也緩解了其在新環(huán)境中所受到的選擇壓力，從一定程度上擴(kuò)寬了入侵生物的生態(tài)幅，增強(qiáng)其入侵力。

因此，在經(jīng)歷重重的關(guān)卡考驗(yàn)之后，入侵生物的生存適應(yīng)力得到大幅提升，具有生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)、表型可塑性強(qiáng)、繁殖擴(kuò)散力強(qiáng)、有顯著的功能微生物群落利用能力和較強(qiáng)的種內(nèi)或種間雜交能力的特點(diǎn)。入侵生物在入侵地通過多種適應(yīng)進(jìn)化策略逐漸搶占生態(tài)位資源，以此擴(kuò)大種群數(shù)量并實(shí)現(xiàn)成功入侵。

三、如何防治入侵生物？

我們或許常聽說“引進(jìn)天敵”這一防治策略，毫無疑問這是一項(xiàng)相對(duì)有效的生物防治措施，但要注意的是，在此之前需引進(jìn)生物進(jìn)行預(yù)先的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和潛在的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，防止引進(jìn)的天敵也許會(huì)引發(fā)新一輪的入侵風(fēng)暴。在引進(jìn)過程中嚴(yán)格遵守執(zhí)行我國確認(rèn)實(shí)施的《引進(jìn)天敵和生物防治物管理指南》。

目前，我國已有多項(xiàng)引進(jìn)天敵防治入侵生物的成功案例。從起初引進(jìn)澳州瓢蟲Rodolia cardinalis防治吹棉蚧Icerya purchasi，到后來引進(jìn)椰心葉甲嚙小蜂Tetrastichus brontispae與椰甲截脈姬小蜂Asecodes hispinarum防治椰心葉甲Brontispa longissima，天敵的引進(jìn)使入侵種的侵染在一定程度內(nèi)得以控制。

但靠生物防治這一單一手段防治生物入侵并不能在源頭上控制或減少入侵生物，因此對(duì)于入侵生物的防控管理需從阻止、抑制、防止再傳入這幾大方面著手進(jìn)行系統(tǒng)性的防控治理。這其中包含了口岸檢疫、地區(qū)范圍性的滅除、持續(xù)性的防治以及動(dòng)態(tài)疫情檢測等多項(xiàng)措施。

出于對(duì)國家生物、生態(tài)及糧食安全的重視，2022年8月1日，我國第一部針對(duì)外來物種防控的管理辦法《外來入侵物種管理辦法》正式施行。其中更明確提出需加強(qiáng)對(duì)公眾的相關(guān)教育科普，引導(dǎo)全民參與到依法防控的行動(dòng)中。由此可見，我們學(xué)習(xí)辨識(shí)入侵生物，發(fā)現(xiàn)后及時(shí)向當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)林或檢疫相關(guān)部門反應(yīng)，顯得極為重要。這既可以為專業(yè)人員提供精準(zhǔn)的信息源，又便于他們采取對(duì)應(yīng)措施及時(shí)有效地集中處理。

四、生物入侵如何讓化險(xiǎn)為夷？

多年來，生物入侵的負(fù)面作用廣被報(bào)道，主要為威脅或破壞土著地的生物多樣性、造成土著地生態(tài)系統(tǒng)的退化或崩潰、直接或間接帶來環(huán)境經(jīng)濟(jì)損失。但這僅僅是從人類利益視角出發(fā)得出的結(jié)論，物種是在不斷的進(jìn)化中發(fā)展為群落，并逐漸與其他群落協(xié)同進(jìn)化，最后形成了多樣的生態(tài)系統(tǒng)。

圖片來源：veer圖庫

那么，在生態(tài)系統(tǒng)形成的過程中必然便伴隨著自然選擇的壓力，在此生態(tài)系統(tǒng)的建立中被淘汰的物種，可能會(huì)在其他生態(tài)系統(tǒng)中被保留利用。除去比較極端的掠奪式入侵，原生態(tài)系統(tǒng)的資源的分配失衡，也會(huì)使生態(tài)系統(tǒng)退化或崩潰，就像系統(tǒng)升級(jí)需要補(bǔ)丁彌補(bǔ)漏洞一樣，入侵物種對(duì)健全生態(tài)系統(tǒng)功能和保護(hù)生物多樣性也存在正向作用。主要在這幾個(gè)方面有所體現(xiàn)：

作為食物、飼料或者其他可提供經(jīng)濟(jì)價(jià)值的商品。比如，空心蓮子草Alternanthera philoxeroides曾在我國泛濫成災(zāi)，但現(xiàn)已被開發(fā)成為魚、馬、牛等動(dòng)物的飼料，還可作為藥物被使用。小龍蝦Procambarus clarkii從一開始的入侵物種，搖身一變成為中國飲食文化中的重要美味。入侵種有時(shí)可經(jīng)過合理的防控利用后成為新型經(jīng)濟(jì)，創(chuàng)造價(jià)值。

“夜宵靈魂”小龍蝦 圖片來源：veer圖庫

修復(fù)或者穩(wěn)固生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。在夏威夷的阿胡島上，一些非本地鳥類因?yàn)轼B喙較小，可替代本地已滅絕的鳥類傳播島上的個(gè)體較小的種子。令人頭疼的加拿大一枝黃花Solidago canadensis L.，因?yàn)槠浒l(fā)達(dá)的根系及較強(qiáng)的水分和養(yǎng)分的吸收能力，在某些區(qū)域可作為特定的防固風(fēng)沙，減緩水土流失的重要防護(hù)植物。

加拿大一枝花 圖片來源：veer圖庫

調(diào)節(jié)優(yōu)化環(huán)境。入侵物種對(duì)土著地生物多樣性的影響機(jī)制復(fù)雜多樣，除去與本土物種競爭，還有可能帶來新的微環(huán)境。薇甘菊Mikania micrantha入侵后導(dǎo)致周圍的微生物生物量增多，這促進(jìn)了微生物的呼吸作用與碳源的利用，減少了CO2的產(chǎn)出，同時(shí)也利于薇甘菊自身生長。外來物種入侵后，形成的新型生物多樣性格局對(duì)環(huán)境的氣候調(diào)節(jié)、灰塵過濾等方面起著重要的調(diào)節(jié)作用。

薇甘菊的白色小花 圖片來源：veer圖庫

形成文化產(chǎn)業(yè)鏈，附有休閑服務(wù)價(jià)值。魯冰花Lupinus micranthus最初以綠化植物的身份被引入冰島，保護(hù)著冰島脆弱的植被和土壤。但由于其生命力過于頑強(qiáng)，繁衍過于快速，隨后在冰島大肆生長蔓延，成為入侵物種。幸運(yùn)的是，魯冰花主要集中在冰島北部荒野地區(qū)，整體影響并不大。目前，魯冰花憑借極佳的觀賞性已成為冰島夏季的重要旅游產(chǎn)業(yè)，吸引大量游客前往游覽。

野外生長的魯冰花 圖片來源：veer圖庫

從人類立場出發(fā)，入侵生物確實(shí)存在極大的生態(tài)隱患，但就整個(gè)生物界而言，入侵生物又是中性的。研究物種共存理論與模型是必要的，可為揭示入侵種與土著種之間的互作關(guān)系提供便利。生態(tài)的反饋是動(dòng)態(tài)的，入侵種和土著種之間的競爭或共存關(guān)系還需長期的監(jiān)測和評(píng)估。

在復(fù)雜的生物背景下，我們更需要對(duì)生物入侵帶來的系列問題做出積極的響應(yīng)，協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)與生物入侵之間的關(guān)系，才能實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性發(fā)展。

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