探析生物入侵對遺傳多樣性的影響

（山東省青島第五十八中學(xué) 山東青島 266071）

引言

生物入侵其實(shí)也是生物的多樣性變化，同時(shí)也是我國環(huán)境保護(hù)過程中最為重視的一項(xiàng)問題。生物入侵對于生物多樣性所產(chǎn)生的影響僅次于環(huán)境破壞的影響力，是導(dǎo)致生物多樣性消失的重要因素，從而導(dǎo)致動(dòng)物區(qū)系和植物區(qū)系逐漸朝著均勻化的方向發(fā)展，導(dǎo)致出現(xiàn)全球性的生物環(huán)境問題，對此，我們應(yīng)該加強(qiáng)相關(guān)內(nèi)容研究，從而找到有效的解決方法，保護(hù)好生物環(huán)境。

一、入侵生物遺傳多樣性的變化

1.外來生物的引入與定居

生物入侵通常都是由少量的生物個(gè)體的侵入為起點(diǎn)的，首先成功的生物入侵個(gè)體會(huì)出現(xiàn)比較明顯的奠基者效應(yīng)，和原產(chǎn)生物種族相比，生物入侵種群的遺傳多樣性有所降低。在種群數(shù)量小到一定的范圍時(shí)，，遺傳漂變的作用也會(huì)更加突出，而在這一過程中的遺傳漂變作用就是導(dǎo)致生物入侵遺傳多樣性變少的最主要原因。

其中需要注意兩部分內(nèi)容，第一是低頻率的等位基因?qū)τ谶z傳多樣性并沒有太大的貢獻(xiàn)，但是具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，因此等位基因縮減會(huì)影響物種和環(huán)境之間的適應(yīng)度。此外，盡管遺傳多樣性的豐富能夠在一定程度上促進(jìn)生物的成功入侵，但是部分研究證明，遺傳多樣性減少在一定條件下也可以促進(jìn)生物的成功入侵。比如北美的阿根廷螞蟻種群攻擊性降低就是因?yàn)檫z傳多樣性減少所造成的。而北美種群主要是從少量的先驅(qū)者發(fā)展而來的，各個(gè)螞蟻巢穴中的祖先都比較接近，相似性較高、遺傳多樣性較低，大部分基因也都是共存性質(zhì)的。如此由于親緣選擇方面的緣故，北美種群螞蟻不同巢穴之間的爭斗較少，從而形成了一種有利于入侵的特征。由此可知，盡管生物入侵在初期階段可能會(huì)導(dǎo)致生物多樣性降低，但是這種降低對于生物入侵來說也是具有不同意義的。

2.時(shí)滯階段

在生物入侵時(shí)，時(shí)滯階段屬于一種快速進(jìn)化的階段，這一環(huán)節(jié)中入侵生物需要適應(yīng)新的環(huán)境，同時(shí)也是生物性狀的進(jìn)化，清除近交衰退的不良基因。近幾年來的研究證明，外來生物的時(shí)滯階段不僅是在不斷壯大自己的種群，同時(shí)還是在不斷積累加性遺傳方差。在入侵種群當(dāng)中假如存在較大的加性遺傳方差將會(huì)是入侵更加容易，同時(shí)上位遺傳方差和顯性能夠在遺傳漂變的過程中轉(zhuǎn)變?yōu)榧有赃z傳方差，這也是大部分生物入侵的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。而時(shí)滯階段也是一般入侵物種增加遺傳多樣性的一個(gè)重要契機(jī)。

3.傳播和爆發(fā)階段

生物入侵想要實(shí)現(xiàn)傳播與爆發(fā)，其中的傳播機(jī)制也各有不同。一些生物主要是通過化感作用、捕食和競爭等方式來擴(kuò)展殖民領(lǐng)域，這種條件下的生物入侵不會(huì)對遺傳多樣性造成太大的影響。也有部分生物是通過基因滲透、雜交等方式來入侵土著環(huán)境的，而雜交能夠減少生物入侵在擴(kuò)大過程加性遺傳變異的遺失，并催生出各種新型基因類型。這種情況對于土著生物的遺傳結(jié)構(gòu)和入侵生物都具有較大的影響。總之在這一階段當(dāng)中，能夠有效提高生物入侵的多樣性，相反反而會(huì)減少土著的遺傳多樣性，入侵生物在這一環(huán)節(jié)當(dāng)中所誕生的新型基因也為進(jìn)化學(xué)的發(fā)展創(chuàng)造了新的渠道。

二、生物入侵對當(dāng)?shù)匚锓N遺傳多樣性的影響

1.生物入侵和本地生物之間的雜交與滲透

生物入侵和土著種群之間進(jìn)行雜交會(huì)讓土著物種出現(xiàn)多樣性減少的問題，甚至嚴(yán)重情況下還會(huì)導(dǎo)致土著物種滅絕[1]。美國中曾經(jīng)出現(xiàn)過二十四個(gè)瀕臨滅絕的物種，其中有三種就是因?yàn)殡s交的原因所導(dǎo)致的。入侵物種和本地生物之間的基因滲透與雜交可能會(huì)出現(xiàn)以下幾種危害，第一是因?yàn)檫h(yuǎn)交衰退，導(dǎo)致種群后代的適應(yīng)能力逐漸下降。第二點(diǎn)是因?yàn)檫z傳同化，導(dǎo)致小部分種群的特異遺傳性消失。第三是因?yàn)闈u滲雜交或是雜種優(yōu)勢而導(dǎo)致部分有害群種獲得了更好的性狀，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的生態(tài)危害。第四點(diǎn)是出現(xiàn)不育的雜交體，和當(dāng)?shù)氐姆N群搶奪資源，對于瀕危物種來說就是一種浪費(fèi)配子的行為。第五點(diǎn)是出現(xiàn)大范圍的基因滲透現(xiàn)象或是出現(xiàn)雜交群體，通過基因污染這一方式知識本地的物種滅絕。遺傳同化大部分都發(fā)生在人為制造的生態(tài)系統(tǒng)或是島嶼當(dāng)中，在島嶼這一生態(tài)環(huán)境當(dāng)中，由于小種群生物具有較低的遺傳多樣性，因此雜交屏障也比較小，特別容易被外來的雜交品種所影響。

2.入侵生物對于本地生物的間接影響

生物入侵的擴(kuò)散與繁殖導(dǎo)致該區(qū)域中出現(xiàn)生境片段化特征，而這一現(xiàn)象還會(huì)對生物的遺傳多樣性產(chǎn)生不良的影響，其中影響因素主要包括基因流變改變、隔離距離效應(yīng)、小種群近交和遺傳漂變的作用、生境片段化的取樣效應(yīng)等。首先在本地種群被劃分成各種小種群之后，種群的等位基因和雜合度多樣性就會(huì)在飛快減少，從而導(dǎo)致遺傳多樣性小時(shí)[2]。同時(shí)生物入侵能夠讓自然選擇模式發(fā)生根本改變，在入侵過程中增加較強(qiáng)的選擇壓力時(shí)，本地種群就會(huì)改變等位基因頻率。其次，生態(tài)環(huán)境中大范圍連續(xù)植被逐漸被滲透、包圍和阻隔，最終導(dǎo)致本地族群之間的完整分布性逐漸被破碎化，小種群的持續(xù)狀態(tài)也會(huì)導(dǎo)致部分物種的遺傳漂變和近親繁殖，從而導(dǎo)致生物中的雜合性減少，純合性增加，近親衰退等現(xiàn)象。

結(jié)語

綜上所述，近幾年里，隨著生物入侵問題的日漸嚴(yán)重，人們對于生物入侵的研究逐漸增加，同時(shí)還衍生出了一種新興學(xué)科，入侵生態(tài)學(xué)得到快速的發(fā)展。入侵生態(tài)學(xué)其實(shí)就是研究生物入侵和生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系、生態(tài)學(xué)特征以及入侵生物的相關(guān)研究等內(nèi)容。本文主要討論了生物入侵導(dǎo)致遺傳多樣性所產(chǎn)生的變化。