生态

轨迹l'invasion pour mieux la combattre

为了与入侵作斗争,必须知道它是如何进行的。现在,新的遗传方法使忠实地重建所采取的路线成为可能。

Arnaud Estoup和Thomas Guillemaud 科学档案N°65
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入侵者来自哪里,又是怎么来的?这些经常被问到人类历史的问题,今天在生物入侵的背景下提出了。这些过程分为三个阶段:个人从原籍地区的散布,他们在新栖息地的安置以及最后新安置人口的人口和地理扩展。入侵路线的研究涉及前两个阶段。它的目的是描述个人从一个地方到另一个地方的旅程,这些地方已经成为侵入性的:出发和到达的地方,运输类型,阶段数,车队和每个车队的乘客,运输条件安装等对于给定的侵入性种群,如果有几次连续的引入,引入的种群之间的任何杂交以及这些事件的日历,那么就可以确定其地理起源。

重建入侵路线很重要,因为它可以更好地预防。的确,确定“反复侵略者”的地理来源有助于采取适当的监视措施,例如针对有问题的来源地区的检疫。它还可以提高某些控制措施的有效性。例如,在使用生物制剂(捕食者或寄生虫)进行控制操作期间,通常最好选择与入侵基因型共同进化并因此具有相同地理起源的该制剂菌株(参见《生物控制,一种可控的入侵》,T。Malausa访谈,第76页)。

除了这些实际应用之外,对入侵途径的了解还使得有可能研究有时在生物入侵中实现的当代进化现象。实际上,我们可以将引入的种群与原始种群进行比较,以确定入侵者是否经历了适应性变化,从而有利于他们在新的生活环境中生存(请参阅《生物入侵:在生态学与进化之间的十字路口,由P. David和B. Facon,第62页)。例如,选择最合适的遗传变异可以导致任务重新分配,例如繁殖原先用于防御敌人(掠食者或寄生虫)的资源,这些资源存在于原生地区,但不在原产地区。 '家。对入侵植物的研究表明,一些引入的种群对寄生虫的抵抗力不如原生种群,但它们更大或产生更多的种子。

非常具体的路线

物种的自然扩张有时导致生态系统的灭绝,物种形成和转变,也是进化的源头。在最后一个冰河时期之后,欧洲橡木的定殖产生了一个新物种,这是由于无梗橡木和花梗橡木之间的杂交而产生的。对某些人而言,生物入侵是自然扩散现象的简单加速。这是有道理的,但是它们的定义是有争议的(请参见Man,入侵的主要构建者,M。Pascal,第8页)。的 uicn (国际自然保护联盟)仅在入侵是人类活动的结果并造成破坏时才提及入侵。

无论如何,今天这个人主要负责。实际上,它提供了多种传播媒介:空中和铁路交通,船只压载物,运河等。这些媒介有利于远距离引进,并加速了入侵地区物种的扩张。人的第二个角色(更间接但更重要)是通过他自己的活动,特别是通过城市化或农业土地使用,以及在全球范围内使环境同质化。例如,从非洲到亚洲,再到美洲和欧洲,玉米作物构成了相对单一的栖息地。这种“标准化”大大减少了个人通常面临的被引入遥远地区的适应性挑战,从而增加了成功入侵的机会。

因此,人为引起的生物入侵比自然殖民地更为“压倒性”。介绍性事件更加频繁,目标地区也经常多个。此外,同一物种的入侵者经常来自不同的地方,因此在新地区混居的种群有时在遗传上有所不同。

结果,入侵会在短时间内将大量的遗传多样性引入殖民地地区。这种巨大的初始遗传基础有利于第一代创始人的后代适应自然选择。当导入介质与原始介质明显不同时,这可能至关重要。

如何追踪路线?

有几种重建入侵路径的方法。我们认为有直接作用的方法是使用历史数据(例如首次观察的日期),特别是在机场和港口被截获的外来物种普查以及生物气候和生态数据。收集到的信息是有用的,但通常会受到重大不确定性的损害,因此很少能准确描述入侵路线。因此,我们已经将某些气候区之间的海上交通运输强度与许多病毒的携带者白纹伊蚊的扩散联系在一起,但是却无法详细地重建引进种群与本地种群之间的关系。港口和机场的拦截数据确实可以识别所缉获标本的可能地理起源,但没有证据表明成功建立自己的个人来自同一地方。

其他所谓的间接方法,由于它们基于分子遗传标记的使用,部分地克服了这些缺点。但是,它们较重且实现起来较昂贵,因此应用较少。在这种类型的方法中,我们分析了在侵入性和本地人群中收集的个体之间的遗传相似性。遗传差异(我们所说的距离)用于构建网络或树木,将其翻译为种群之间的亲属联系,然后转化为入侵途径。但是,这些方法带来了某些解释问题,并可能导致几种介绍性场景,在这些场景之间很难决定。

基于所谓的贝叶斯统计方法的新技术正在开发中,并且正在产生其最初的结果。他们结合了来自遗传标记物的分子信息和可用的历史数据,从而可以客观地比较不同竞争性入侵情景的可能性。

入侵者来自美国

因此,我们重建了最近在欧洲引入的一种玉米害虫-叶甲虫(Diabrotica virgifera)的入侵途径(请参见上一页的图)。 1992年,塞尔维亚成为第一个侵入性关注点,随后在2000年代又出现在西欧,昆虫学家认为,欧洲人群全部来自塞尔维亚,直到分析遇到这种情况为止。到其他入侵路线。令所有人惊讶的是,欧洲局势实际上是北美至少三番反复介绍的结果。这一发现对根蠕虫的管理和根除具有重要意义。实际上,独立建立的侵入性病灶可能无法抵抗相同的控制方法,例如杀虫剂处理和作物轮作。

关于入侵成功的一些重要问题仍然难以决定。例如,在同一地点,大量个人的一次介绍与来自同一来源人群的少量个人的重复介绍是没有区别的。另外,根据分子数据对引入日期的精确估计仍然是乌托邦式的。高通量遗传分析技术和统计方法发展迅速,其成本每天都在下降。这些进展很快将使更准确地描述入侵情况成为可能。例如,我们将能够在几公里的范围内,从地理和遗传上接近的几个本地人口中识别出入侵人口的来源。

在这一点上,可以通过对入侵路线的详细分析得出两个结论。一方面,入侵通常是由多种引进引起的,涉及遗传分化的来源种群,例如古巴的蜥蜴Anolis sagrei和欧洲的瓢虫Harmonia axyridis。另一方面,侵入性种群通常来自本身在其起源地区具有侵入性的种群。

一旦阐明了物种的入侵途径并提出了关于物种进化的假设,调查工作就远远没有结束。准确确定使受影响人群在新环境中具有侵略性的因素(生育力,气候影响,没有竞争者等)仍然需要大量研究。

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