危險(xiǎn)的入侵物種， 可能潛伏在暗處

沈川

你可能不知道，我們熟悉的葡萄、苜蓿、核桃、石榴，其實(shí)都是外來物種，沿著絲綢之路進(jìn)入中原地區(qū)。而玉米、馬鈴薯、夾竹桃，也是歷經(jīng)好幾百年才陸續(xù)來到中國的外來物種。

外來物種會(huì)增加當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有?，豐富人們的物質(zhì)生活。但是，有害的外來物種入侵也可能危害當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡，導(dǎo)致本地物種減少甚至滅絕。

在外來物種中，有一類最善潛伏，被稱為“沉睡族群”，它們能在入侵地長期悄然生存而不被發(fā)現(xiàn)。但是，最終是什么樣的機(jī)會(huì)降臨讓它們泛濫成災(zāi)？它們是偶爾漏網(wǎng)的僥幸者，還是逃離視線的大多數(shù)？

一些科學(xué)家認(rèn)為，潛伏的入侵物種，可能多到超出想象，一旦天時(shí)地利，隨時(shí)可能引發(fā)不利于本地生態(tài)的負(fù)面連鎖反應(yīng)。

沉睡的入侵物種

2009年9月，美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的學(xué)生延續(xù)多年傳統(tǒng)，在門多塔湖展開田野調(diào)查，用浮游動(dòng)物網(wǎng)具從湖中打撈樣品進(jìn)行觀察。網(wǎng)獲的樣品令人大吃一驚：數(shù)以百計(jì)的多刺水蚤密密麻麻地布滿了網(wǎng)兜。這意味著，整個(gè)湖泊內(nèi)的多刺水蚤出現(xiàn)了大爆發(fā)。

多刺水蚤常見于俄羅斯波羅的海附近的拉多加湖，是以浮游生物為食的貪婪捕食者，它的出現(xiàn)對(duì)門多塔湖的生態(tài)可不是什么好事。令人不解的是，此前歷次樣品提取均未發(fā)現(xiàn)過多刺水蚤。而門多塔湖一直是美國北溫帶湖泊項(xiàng)目的重點(diǎn)研究對(duì)象之一，但凡有點(diǎn)兒異常的蛛絲馬跡，都很難被遺漏。難道這些多刺水蚤是從天上掉下來的？

學(xué)生們從湖底取出沉積物巖芯，與博物館中保存的歷史記錄進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)多刺水蚤起碼早在10年前就已潛伏在這里了。只不過因?yàn)闃颖緮?shù)量實(shí)在太小，所以在至少200次的樣品提取中都輕松逃脫。直到2009年夏天，異常偏低的氣溫引發(fā)它們快速增殖，這才終于驟然現(xiàn)身。

這出潛伏大戲讓研究人員陷入沉思。一番深入研究之后，他們提出了沉睡族群的生物入侵假說，認(rèn)為潛伏的入侵生物數(shù)量很可能遠(yuǎn)超人們想象，而這將給監(jiān)測(cè)與防治帶來全新挑戰(zhàn)。該結(jié)果發(fā)表在2021年1月美國生物科學(xué)研究院的《生物科學(xué)》雜志上。

童話中，美麗的公主被施了魔法后陷入昏睡，直到王子的一個(gè)吻將她喚醒;現(xiàn)實(shí)中，沉睡的入侵生物，又是被什么力量喚醒的呢？

暗黑力量喚醒潛伏

研究人員開始對(duì)以往的入侵生物爆發(fā)案例進(jìn)行分析，總結(jié)出4類激發(fā)沉睡族群爆發(fā)的機(jī)制。

一、食物網(wǎng)改變。澳大利亞的麥夸里島上，外來的貓?jiān)诒灰氲念^60年里，對(duì)當(dāng)?shù)伉B類的威脅微乎其微?？墒牵髞硪M(jìn)的兔子給貓?zhí)峁┝烁渥愕氖澄?，于是貓迅速繁殖，并大量捕食鳥類，導(dǎo)致2種本土鳥類滅絕。

類似的入侵事件還在美國加利福尼亞州的圣克魯斯島上演：伴隨19世紀(jì)晚期食草牲畜的引入，入侵植物茴香低調(diào)地在島上扎下了根，不過種群規(guī)模始終很小。直到約1個(gè)世紀(jì)之后，人們開始禁止在島上放養(yǎng)食草牲畜，缺少制約的茴香開始瘋長，大量擠占了本土植物的生長空間。

二、共生關(guān)系達(dá)成。非本土的無花果品種在剛到美國佛羅里達(dá)州時(shí)，當(dāng)?shù)氐暮洳惶珪?huì)給這些外來戶授粉，這種不尷不尬的冷淡關(guān)系持續(xù)了數(shù)十年，使得這種無花果的植株數(shù)量始終保持在非常有限的水平。后來，隨著另外幾種屬于共生伙伴的胡蜂被引進(jìn)，無花果開始強(qiáng)勢(shì)崛起，并對(duì)當(dāng)?shù)貥浞N造成威脅。

三、閾值反應(yīng)。導(dǎo)致沉睡族群突然爆發(fā)的觸點(diǎn)未必是某種突發(fā)性因素，類似氣候變化等動(dòng)因也可能造成量變引發(fā)質(zhì)變的后果。比如，早在數(shù)世紀(jì)之前，老鼠就登上了新西蘭的亞南極群島，并且一直未造成太明顯的生態(tài)危害?？墒请S著氣溫上升，老鼠的數(shù)量終于開始呈指數(shù)級(jí)增長，并對(duì)島上的原住鳥類造成了嚴(yán)重威脅。

在植物界也有同樣的事件記載。德國瓦登海的南部剛剛出現(xiàn)大米草時(shí)，很快就遍布于海岸周圍。但在水溫較低的瓦登海北部，多年以來，這種植物并未形成氣候，直到2006年才出現(xiàn)泛濫趨勢(shì)。有學(xué)者認(rèn)為，正是氣候變暖導(dǎo)致春天海水溫度超過了影響大米草生存的關(guān)鍵性閾值（發(fā)芽所需的4℃和光合作用所需的7℃），讓其在引入約15年后開始野蠻生長。

四、偶然性環(huán)境因素。前面提到的門多塔湖多刺水蚤爆發(fā)就是典型案例。門多塔湖富營養(yǎng)化的水質(zhì)和通常較高的水溫并不是多刺水蚤的最愛，可2009年夏天的異常低溫讓多年來被高溫抑制的多刺水蚤終于擺脫緊箍咒，得以迅速繁殖，導(dǎo)致數(shù)量驟增，大量蟲卵甚至使其在氣溫恢復(fù)后若干年里還一直泛濫。同樣，偶發(fā)的環(huán)境變化也可能使入侵植物不再隱忍，比如異常的高溫可能導(dǎo)致它們的萌芽率激增。

對(duì)本土物種而言，由于環(huán)境中往往存在各種天然的制約因素，因而不太會(huì)出現(xiàn)爆發(fā)事件。而入侵生物離開原生地后，天敵缺失，其種群發(fā)展容易失控。并且，入侵過程經(jīng)過多個(gè)環(huán)節(jié)的淘汰和篩選，久經(jīng)考驗(yàn)、成功入侵的生物更善于從星星之火演變出燎原之勢(shì)。

多少入侵物種在暗處？

傳統(tǒng)理論認(rèn)為，大量的入侵生物在數(shù)量大爆發(fā)之前，需要經(jīng)過一段時(shí)間的積蓄，但最終的突然增長是必然的。沉睡族群假說則認(rèn)為，沉睡族群的爆發(fā)需要一些并不確定會(huì)出現(xiàn)的觸發(fā)因素。只要這些因素不具備，沉睡族群很可能會(huì)一直潛伏下去，甚至?xí)划?dāng)成無害生物而被人們忽視。

鑒于入侵生物可能長期以不為人知的狀態(tài)隱藏于入侵地，可以推測(cè)：入侵物種的爆發(fā)是偶然事件，是例外;而少量存在并且不被發(fā)現(xiàn)，才是一般情況，是常態(tài)。事實(shí)上，已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)，某些入侵的水生物種就呈現(xiàn)出這樣的分布規(guī)律。

所幸入侵生物從原生地侵入新的地域并非易事，需要經(jīng)歷自然、人為帶來的各種阻礙。通常認(rèn)為，這些入侵者最終能真正站穩(wěn)腳跟并存活下去的比例僅有10%，這被稱為10%法則。也有學(xué)者對(duì)這個(gè)數(shù)字提出質(zhì)疑，認(rèn)為對(duì)于脊椎動(dòng)物而言，這個(gè)比例應(yīng)為50%，植物和昆蟲應(yīng)為25%。

但無論如何，我們都可能嚴(yán)重低估了入侵生物的“潛能”：大多數(shù)情況下，它們并不是沒能成功闖關(guān)，只不過是沒被大量發(fā)現(xiàn)而已。

發(fā)現(xiàn)潛伏，見招拆招

沉睡族群存在的可能性，對(duì)入侵生物的防控具有現(xiàn)實(shí)影響。美國加利福尼亞州曾多次發(fā)現(xiàn)地中海果蠅，人們誤以為這是發(fā)生了多次的物種入侵事件，因而將管控的重點(diǎn)放在了對(duì)國際航運(yùn)的限制上。但事后進(jìn)一步的分析卻證明，這種入侵生物早就在該地潛伏存活，它們才是蟲災(zāi)反復(fù)的根源。

與此類似，將防控重點(diǎn)放在阻止入侵物種傳播到新地點(diǎn)的做法還有很多。比如，為了防止歐亞狐尾藻從一個(gè)湖區(qū)傳到另一個(gè)湖區(qū)，地方的環(huán)境管理者要求娛樂性船舶在跨湖航行前應(yīng)進(jìn)行清洗。從常理來看，這樣做無可厚非，但對(duì)于已經(jīng)少量存在狐尾藻的湖區(qū)，顯然防止大規(guī)模爆發(fā)更為緊迫。

相比騎驢找馬式的防堵大法，阻斷已知潛伏者的異常增殖，才有可能事半功倍。

幸好，生物DNA 檢測(cè)（eDNA）、遙感等新興技術(shù)的運(yùn)用，讓非本土物種的取樣變得更廣泛、更方便，大大提高人類的“反潛”能力。比如靈敏而非侵入性的生物DNA 檢測(cè)技術(shù)，只需在環(huán)境中收集相關(guān)的DNA痕跡，就能發(fā)現(xiàn)入侵生物的蹤影。在芝加哥這樣的大都市，1人用1個(gè)工作日就能完成所有水道中亞洲鯉魚的檢測(cè)，而傳統(tǒng)的電漁法至少需要調(diào)查93天。

關(guān)于沉睡族群，還有很多未解之謎。比如，有沒有一些入侵生物特別善于潛伏？有沒有一些地域特別適合入侵生物蟄居？在我們自以為熟悉的這個(gè)星球上，有多少沉睡族群還不為人知？

大風(fēng)起于青蘋之末，自然界的蝴蝶效應(yīng)從來不乏其例。在環(huán)境變化日益加劇的當(dāng)下，加強(qiáng)關(guān)注那些危險(xiǎn)的潛伏者，無疑將有助于防范下一個(gè)不幸的生態(tài)事件爆發(fā)。