外来生物入侵加剧物种取代

2016年12月01日09:17  来源:科技日报
 
原标题:外来生物入侵加剧物种取代

图为重大外来入侵害虫西花蓟马。该害虫是世界性入侵害虫,也是昆虫种间竞争研究的主要案例之一。中国农科院植物保护研究所供图

外来生物入侵已经成为21世纪的一大生态难题,其范围遍布全世界。近日,中国农业科学院植物保护研究所农业昆虫研究室副主任高玉林博士和美国俄勒冈州立大学斯图尔特·雷茨(Stuart Reitz)博士联合研究发现,外来生物入侵加剧了物种竞争取代及种群地位的演化。该研究成果全面诠释和完善了物种竞争取代理论,丰富了入侵生物学学科发展,并在线发表于最新一期的国际昆虫学顶尖刊物《昆虫学年评(Annual Review of Entomology)》上。

我国确认外来入侵生物超500种

外来生物入侵是指生物由原产地通过自然或人为的途径迁移到新的地区,并在当地的自然或人工生态环境中定居、自行繁殖和扩散,最终破坏该地区生态平衡,引发生态灾难的现象。据统计,目前我国确认的外来入侵生物超过500种,其中大面积发生、危害严重的达100多种。近10来年,我国相继发现了西花蓟马、三叶斑潜蝇等危险性与爆发性生物的入侵,平均每年增加1至2种。

种间竞争是物种群落构成的一个基本机制,竞争取代是种间竞争最严重的后果。竞争取代是一个生物种群通过利用、获得资源的优势或通过干扰对方导致资源重新配置,将一个原来已经建立种群的物种替代的现象。入侵种与本地种,本地种与本地种之间,在相同生态位情况下,种间竞争不可避免,甚至在特殊环境下,竞争取代现象时有发生。

过去很多研究认为,外来物种与本地物种相比,具有明显的竞争优势,在特定环境下逐渐取代本地种成为优势种群,而这种竞争取代会破坏生态平衡,影响本地物种生存以致威胁生物多样性。

外来入侵明显加剧物种竞争取代

高玉林博士领衔的研究团队系统分析了过去15年来全球100多个国家(地区)近百种物种种间竞争取代的经典案例,详细总结了各物种在不同区域和不同生态系统等环境下种间竞争取代机制。

结果发现,大部分种间竞争取代的现象发生在新入侵物种与其他物种之间,是由于引入种和外来物种的入侵所引起的。在分析的近缘种间竞争案例中,高达85%竞争取代发生在新入侵种取代本地种,以及新入侵种取代已定居入侵种,也有少部分竞争取代发生在本地种与本地种之间。对每个案例的竞争取代机制分析发现,竞争取代机制复杂,但普遍认为是生殖能力差异、寄主适应能力差异、生殖干扰、逆境适应能力差异、药剂敏感性差异、天敌适应差异以及内生共生菌互作等多个生物和非生物因子长期进化的结果。

研究显示,外来生物入侵明显加剧了物种竞争取代及种群地位的演化,在特定区域甚至加快了物种多样性的丧失。随着国际贸易的飞速发展,外来物种入侵问题愈加突出,形势愈加严峻,竞争取代将继续成为入侵生态学领域的研究热点。

入侵种比本地种抗药性普遍高

高玉林主要从事斑潜蝇入侵生物学及种间竞争的研究工作。

他举例说,三叶斑潜蝇和美洲斑潜蝇都是园艺蔬菜上的重要入侵害虫,只是入侵时间不一样,美洲斑潜蝇1994年在我国海南首先发现,随后在全国范围内暴发成灾,目前已成为国内普遍发生的害虫,绝大多数地区均有分布,成为我国大陆主要的斑潜蝇种群,特别在原入侵地海南,美洲斑潜蝇占有绝对的优势种群这一现象维持了10年之久。2005年底在我国广东首次发现三叶斑潜蝇,随后迅速扩散至海南,目前在我国东部和南部沿海几个省市和地区有发生。经过长期调查发现,在我国海南大部分区域,三叶斑潜蝇已逐渐取代了美洲斑潜蝇成为海南地区优势种群,完全改变了过去由美洲斑潜蝇占优势种群的局面。

“在我国,三叶斑潜蝇与美洲斑潜蝇相比,对大部分常规化学农药表现明显的抗药性以及当地特殊的寄主种植结构是导致新入侵种三叶斑潜蝇取代美洲斑潜蝇的主要因素。”高玉林说,入侵种与本地种相比,对农药的抗性普遍较高,是导致昆虫种间竞争取代共性因素,目前在斑潜蝇,烟粉虱、蓟马等发生的种间竞争取代现象均与此有关。(记者 李 禾)

(责编:阴重宇(实习生)、赵竹青)

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