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

生物入侵其實也是生物的多樣性變化，同時也是我國環(huán)境保護(hù)過程中最為重視的一項問題。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體的侵入為起點(diǎn)的，首先成功的生物入侵個體會出現(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，，遺傳漂變的作用也會更加突出，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為遺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.時滯階段

在生物入侵時，時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，外來生物的時滯階段不僅是在不斷壯大自己的種群，同時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是入侵更加容易，同時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)。而時滯階段也是一般入侵物種增加遺傳多樣性的一個重要契機(jī)。

3.傳播和爆發(fā)階段

生物入侵想要實現(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?？傊谶@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)重情況下還會導(dǎo)致土著物種滅絕[1]。美國中曾經(jīng)出現(xiàn)過二十四個瀕臨滅絕的物種，其中有三種就是因為雜交的原因所導(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出現(xiàn)以下幾種危害，第一是因為遠(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)是因為遺傳同化，導(dǎo)致小部分種群的特異遺傳性消失。第三是因為漸滲雜交或是雜種優(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在飛快減少，從而導(dǎo)致遺傳多樣性小時[2]。同時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，本地種群就會改變等位基因頻率。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。