探析生物入侵对遗传多样性的影响

2018-02-25

新教育时代电子杂志(学生版) 2018年17期

（山东省青岛第五十八中学山东青岛 266071）

引言

生物入侵其实也是生物的多样性变化，同时也是我国环境保护过程中最为重视的一项问题。生物入侵对于生物多样性所产生的影响仅次于环境破坏的影响力，是导致生物多样性消失的重要因素，从而导致动物区系和植物区系逐渐朝着均匀化的方向发展，导致出现全球性的生物环境问题，对此，我们应该加强相关内容研究，从而找到有效的解决方法，保护好生物环境。

一、入侵生物遗传多样性的变化

1.外来生物的引入与定居

生物入侵通常都是由少量的生物个体的侵入为起点的，首先成功的生物入侵个体会出现比较明显的奠基者效应，和原产生物种族相比，生物入侵种群的遗传多样性有所降低。在种群数量小到一定的范围时，，遗传漂变的作用也会更加突出，而在这一过程中的遗传漂变作用就是导致生物入侵遗传多样性变少的最主要原因。

其中需要注意两部分内容，第一是低频率的等位基因对于遗传多样性并没有太大的贡献，但是具有较强的环境适应能力，因此等位基因缩减会影响物种和环境之间的适应度。此外，尽管遗传多样性的丰富能够在一定程度上促进生物的成功入侵，但是部分研究证明，遗传多样性减少在一定条件下也可以促进生物的成功入侵。比如北美的阿根廷蚂蚁种群攻击性降低就是因为遗传多样性减少所造成的。而北美种群主要是从少量的先驱者发展而来的，各个蚂蚁巢穴中的祖先都比较接近，相似性较高、遗传多样性较低，大部分基因也都是共存性质的。如此由于亲缘选择方面的缘故，北美种群蚂蚁不同巢穴之间的争斗较少，从而形成了一种有利于入侵的特征。由此可知，尽管生物入侵在初期阶段可能会导致生物多样性降低，但是这种降低对于生物入侵来说也是具有不同意义的。

2.时滞阶段

在生物入侵时，时滞阶段属于一种快速进化的阶段，这一环节中入侵生物需要适应新的环境，同时也是生物性状的进化，清除近交衰退的不良基因。近几年来的研究证明，外来生物的时滞阶段不仅是在不断壮大自己的种群，同时还是在不断积累加性遗传方差。在入侵种群当中假如存在较大的加性遗传方差将会是入侵更加容易，同时上位遗传方差和显性能够在遗传漂变的过程中转变为加性遗传方差，这也是大部分生物入侵的遗传学基础。而时滞阶段也是一般入侵物种增加遗传多样性的一个重要契机。

3.传播和爆发阶段

生物入侵想要实现传播与爆发，其中的传播机制也各有不同。一些生物主要是通过化感作用、捕食和竞争等方式来扩展殖民领域，这种条件下的生物入侵不会对遗传多样性造成太大的影响。也有部分生物是通过基因渗透、杂交等方式来入侵土著环境的，而杂交能够减少生物入侵在扩大过程加性遗传变异的遗失，并催生出各种新型基因类型。这种情况对于土著生物的遗传结构和入侵生物都具有较大的影响。总之在这一阶段当中，能够有效提高生物入侵的多样性，相反反而会减少土著的遗传多样性，入侵生物在这一环节当中所诞生的新型基因也为进化学的发展创造了新的渠道。

二、生物入侵对当地物种遗传多样性的影响

1.生物入侵和本地生物之间的杂交与渗透

生物入侵和土著种群之间进行杂交会让土著物种出现多样性减少的问题，甚至严重情况下还会导致土著物种灭绝[1]。美国中曾经出现过二十四个濒临灭绝的物种，其中有三种就是因为杂交的原因所导致的。入侵物种和本地生物之间的基因渗透与杂交可能会出现以下几种危害，第一是因为远交衰退，导致种群后代的适应能力逐渐下降。第二点是因为遗传同化，导致小部分种群的特异遗传性消失。第三是因为渐渗杂交或是杂种优势而导致部分有害群种获得了更好的性状，从而导致严重的生态危害。第四点是出现不育的杂交体，和当地的种群抢夺资源，对于濒危物种来说就是一种浪费配子的行为。第五点是出现大范围的基因渗透现象或是出现杂交群体，通过基因污染这一方式知识本地的物种灭绝。遗传同化大部分都发生在人为制造的生态系统或是岛屿当中，在岛屿这一生态环境当中，由于小种群生物具有较低的遗传多样性，因此杂交屏障也比较小，特别容易被外来的杂交品种所影响。

2.入侵生物对于本地生物的间接影响

生物入侵的扩散与繁殖导致该区域中出现生境片段化特征，而这一现象还会对生物的遗传多样性产生不良的影响，其中影响因素主要包括基因流变改变、隔离距离效应、小种群近交和遗传漂变的作用、生境片段化的取样效应等。首先在本地种群被划分成各种小种群之后，种群的等位基因和杂合度多样性就会在飞快减少，从而导致遗传多样性小时[2]。同时生物入侵能够让自然选择模式发生根本改变，在入侵过程中增加较强的选择压力时，本地种群就会改变等位基因频率。其次，生态环境中大范围连续植被逐渐被渗透、包围和阻隔，最终导致本地族群之间的完整分布性逐渐被破碎化，小种群的持续状态也会导致部分物种的遗传漂变和近亲繁殖，从而导致生物中的杂合性减少，纯合性增加，近亲衰退等现象。