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外來(lái)物種會(huì)增加當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有?。但有害的外?lái)物種入侵卻也可能危害當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡，導(dǎo)致本地物種減少甚至滅絕。

在外來(lái)物種中，有一類最善潛伏的族類，被稱為“沉睡族群”，它們能在入侵地長(zhǎng)期悄然生存而不被發(fā)現(xiàn)。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)生態(tài)黑天鵝事件。

近日發(fā)表在美國(guó)生物科學(xué)研究院《生物科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)研究，提出了沉睡族群的生物入侵假說(shuō)，認(rèn)為潛伏的入侵生物很可能遠(yuǎn)超人們想象，而這將給監(jiān)測(cè)與防治帶來(lái)全新挑戰(zhàn)。

沉睡族群爆發(fā)四類機(jī)制

2009年9月，美國(guó)麥迪遜-威斯康星大學(xué)的學(xué)生在門(mén)多塔湖用浮游動(dòng)物網(wǎng)從湖中打撈樣品進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)數(shù)以百計(jì)的多刺水蚤布滿網(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(jiàn)于俄羅斯波羅的海附近的拉多加湖，是以浮游生物為食物的貪婪捕食者。而令人不解的是，此前歷次樣品提取均未發(fā)現(xiàn)多刺水蚤的影蹤。

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)多刺水蚤起碼早在十年前就潛伏在了這里。但因?yàn)閿?shù)量太小，至少在200次的樣品提取中都輕松逃脫，直到2009年夏天，異常偏低的氣溫讓它們快速增殖，才終于現(xiàn)身。

研究人員對(duì)以往的入侵生物爆發(fā)案例進(jìn)行分析，總結(jié)出四類激發(fā)沉睡族群爆發(fā)的機(jī)制。

一是食物網(wǎng)改變。如澳大利亞的麥夸里島上，外來(lái)的貓?jiān)趧傄氲那?0年中，對(duì)當(dāng)?shù)伉B(niǎo)類的威脅微乎其微。而在后來(lái)引進(jìn)的兔子給貓?zhí)峁┝顺渥闶澄锖?，貓迅速繁殖，并大量捕食鳥(niǎo)類，導(dǎo)致兩種本土鳥(niǎo)類滅絕。

二是共生關(guān)系達(dá)成。如非本土的無(wú)花果在剛到佛羅里達(dá)州的時(shí)候，當(dāng)?shù)氐暮洳惶珪?huì)給這些外來(lái)戶授粉，后來(lái)隨著屬于共生伙伴的另外幾種胡蜂被引進(jìn)，無(wú)花果開(kāi)始強(qiáng)勢(shì)崛起，并對(duì)當(dāng)?shù)貥?shù)種造成威脅。

三是閾值反應(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，類似氣候變化之類的動(dòng)因也可能造成溫水煮青蛙式的后果。如在數(shù)世紀(jì)之前老鼠就登上了亞南極群島，并且一直未造成太明顯的生態(tài)危害，可是隨著氣溫上升，老鼠數(shù)量終于開(kāi)始指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，對(duì)島上的“原住鳥(niǎo)”造成嚴(yán)重威脅。

四是偶然性環(huán)境因素。前面提到的門(mén)多塔湖里多刺水蚤爆發(fā)就是典型例子。門(mén)多塔湖富營(yíng)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(ài)，可2009年夏天的異常低溫讓多年來(lái)被高溫抑制的多刺水蚤終于擺脫緊箍咒，迅速繁殖，數(shù)量驟增，大量蟲(chóng)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一改隱忍故態(tài)，比如異常的高溫導(dǎo)致它們萌芽率激增。

對(duì)于本土物種而言，環(huán)境中往往存在各種天然制約因素，因而不太會(huì)出現(xiàn)爆發(fā)事件。而入侵生物離開(kāi)原生地后，天敵缺失則使其易于失控。并且，入侵過(guò)程經(jīng)過(guò)了多個(gè)環(huán)節(jié)的淘汰和篩選，久經(jīng)考驗(yàn)的入侵生物更善于從星星之火變成燎原之勢(shì)。

入侵生物“潛能”可能被低估

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(guò)一段時(shí)間的積蓄，但最終的突然增長(zhǎng)是必然的。沉睡族群假說(shuō)則認(rèn)為，沉睡族群的爆發(fā)需要一些不確定的觸發(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(wú)害生物而被人們忽視。

鑒于入侵生物可能長(zhǎng)期以不為人知的狀態(tài)存在，可以推測(cè)它們被大量發(fā)現(xiàn)是偶然事件；而少量存在并且不被發(fā)現(xiàn)才是常態(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。

所幸的是入侵生物從原生地侵入新的地域并非易事，需要經(jīng)過(guò)自然及人為的各種溝坎。通常認(rèn)為，這些入侵者中僅有10%能夠最終存活，這被稱為10%法則。也有學(xué)者認(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(chóng)應(yīng)為25%。

但無(wú)論如何，我們都可能?chē)?yán)重低估了入侵生物的“潛能”：它們更多并不是沒(méi)能成功闖關(guān)，只不過(guò)是沒(méi)被大量發(fā)現(xiàn)而已。

新興技術(shù)助力人類“反潛”

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(guó)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)生了多次物種入侵事件，但進(jìn)一步分析證明，這種入侵生物早就在該地潛伏存活。

相比騎驢找馬式的防堵大法，阻斷已知潛伏者的異常增殖，可能會(huì)更事半功倍。

幸好，生物DNA檢測(cè)（eDNA）、遙感等新興技術(shù)的出現(xiàn)，讓非本土物種的取樣范圍更廣，更加方便，可大大提高人類的“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，一人一個(gè)工作日就能完成所有水道中亞洲鯉魚(yú)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(méi)有一些入侵生物特別善于潛伏？有沒(méi)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？

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(wú)疑將有助于防范下一個(gè)不幸的生態(tài)黑天鵝事件。

（沈 川 據(jù)“科普中國(guó)中央廚房”）