现实中的灭霸：危险入侵物种，可能潜伏在暗处

　　来源：wisc.edu

　　作者｜沈川

　　你可能不知道，我们熟悉的葡萄、苜蓿、核桃、石榴，其实都是外来物种，通过丝绸之路进入中原地区。而玉米、马铃薯、芒果、夹竹桃，也是历经好几百年才陆续来到中国。

　　外来物种会增加当地的生物多样性，丰富人们的物质生活。但是，有害的外来物种入侵却也可能危害当地生态平衡，导致本地物种减少甚至灭绝。

　　在外来物种中，有一类最潜伏的族类，被称为“沉睡族群”，它们能在入侵地长期悄然生存而不被发现。但是，最终是什么样的天机降临让它们泛滥成灾？它们是偶尔漏网的侥幸者，还是逃离视线的大多数？

　　一些科学家认为，潜伏的入侵物种，可能多到超出想象，一旦天时地利，随时可能引发生态黑天鹅（指难以预测且不寻常的事件）。

　　沉睡的入侵物种

　　2009年9月，麦迪逊-威斯康星大学的学生延续多年传，在门多塔湖展开田野调查，用浮游动物网从湖中打捞样品进行观察。网获的样品令人大吃一惊：数以百计的多刺水蚤密密麻麻地布满了网兜。这意味着，整个湖泊内的多刺水蚤出现了大爆发。

　　多刺水蚤常见于俄罗斯波罗的海附近的拉多加湖，是以浮游生物为食物的贪婪捕食者，它的出现对门多塔湖的生态可不是什么好事。

　　令人不解的是，此前历次样品提取均未发现多刺水蚤的影踪。而门多塔湖一直是北温带湖泊项目的重点研究对象之一，但凡有点蛛丝马迹，都很难被遗漏。难道它们是从天上掉下来的？

　　意外打捞上来的多刺水蚤。｜VINCE BUTITTA

　　学生们从湖底取出沉积物岩芯，与物博物馆中保存的历史记录进行对，发现多刺水蚤起码早在十年之前就潜伏在了这里。只不过因为数量实在太小，至少在多达200次的样品提取中都轻松逃脱，直到2009年夏天，异常偏低的气温让它们快速增殖，这才终于骤然现身。

　　这出潜伏大戏让研究人员陷入沉思，一番深入研究之后，他们提出了沉睡族群的生物入侵假说，认为潜伏的入侵生物很可能远超人们想象，而这将给监测与防治带来全新挑战。该结果被发表在2021年1月生物科学研究院的《生物科学》杂志。

　　美丽的公主被施了魔法陷入昏睡，直到白马王子的一个吻将她唤醒。沉睡的入侵生物，又是被什么暗黑力量唤醒的呢？

　　暗黑力量唤醒潜伏

　　研究人员对以往的入侵生物爆发案例进行分析，总结出四类激发沉睡族群爆发的机制。

　　1）食物网改变。大利亚的麦夸里岛上，外来的猫在刚引入的头60年里，对当地鸟类的威胁微乎其微。可是，后来引进的兔子给猫提供了更充足的食物，于是猫迅速繁殖，并大量捕食鸟类，导致两种本土鸟类灭绝。

　　类似的入侵事件还在加利福尼亚州的圣科鲁兹岛上演：伴随19世纪晚期食牲畜的引入，入侵植物茴香低调地在岛上扎下了根，不过规模始终很小。直到约一个世纪之后，人们禁止在岛上放养食牲畜，缺少制约的茴香才开始疯长，大量挤占本土植物的生长空间。

　　2）共生关系达成。非本土的无花果在刚到佛罗里达州的时候，当地的胡蜂不太会给这些外来户授粉，这种不尴不尬的冷淡关系持续了数十年，使得无花果的植株数量始终保持在非常有限的水平。后来随着属于共生伙伴的另外几种胡蜂被引进，无花果开始强势崛起，并对当地树种造成威胁。

　　3）阈值反应。导致沉睡族群突然爆发的触点未必是某种突发性因素，类似气候变化之类的动因也可能造成温水煮青蛙式的后果。如，早在数世纪之前老鼠就登上了亚南极群岛，并且一直未造成太明显的生态危害，可是随着气温上升，老鼠数量终于开始指数级增长，对岛上的“原住鸟”造成严重威胁。

　　在植物界也有同样的事件记载。德国瓦登海的南部刚刚出现大米时，很快就遍布于海岸周围。可在水温较低的瓦登海北部，多年以来这种植物并未形成气候，直到2006年才出现泛滥趋势。有学者认为，正是气候变暖导致春天海水温度超过了影响大米生存的关键性阈值（发芽所需的4摄氏度和光合作用所需的7摄氏度），让其在引入约15年后开始大量野蛮生长。

　　在西欧，入侵的外来物种大米反而将海岸米排挤出原生地。｜

　　4）偶然性环境因素。前面提到的门多塔湖里多刺水蚤爆发就是典型例子。门多塔湖富营养化的水质和通常较高的水温并不是多刺水蚤的最爱，可2009年夏天的异常低温让多年来被高温抑制的多刺水蚤终于摆脱紧箍咒，迅速繁殖，数量骤增，大量虫甚至使其在气温恢复后若干年里还一直泛滥。同样，偶发的环境变化也可能使入侵植物一改隐故态，如异常的高温导致它们萌芽率激增。

　　对于本土物种而言，由于环境中往往存在各种天然制约因素，因而不太会出现爆发事件。而入侵生物离开原生地后，天敌缺失则使其易于失控。并且，入侵过程经过多个环节的淘汰和筛选以后，久经考验的入侵生物更于从星星之火变成燎原之势。

　　多少入侵物种在暗处？

　　传理论认为，大量的入侵生物在数量大爆发之前，需要经过一段时间的积蓄，但最终的突然增长是必然的。沉睡族群假说则认为，沉睡族群的爆发需要有一些并不确定会出现的触发因素。只要这些因素不具备，沉睡族群很可能会一直潜伏下去，甚至会被当成无害生物而被人们忽视。

　　鉴于入侵生物可能长期以不为人知的状态苟活于入侵地，可以推测，它们被大量发现是偶然事件，是例外；而少量存在并且不被发现，才是一般，是常态。事实上，已经有研究发现，某些入侵的水生物种就呈现出这样的分布规律。

　　所幸的是入侵生物从原生地侵入新的地域并非易事，需要经过自然的、人为的各种沟沟坎坎。通常认为，这些入侵者最终能正站稳脚跟并存活下去的仅有10%，这被称为10%法则。也有学者对这个数字提出质疑，认为对于脊椎动物而言，这个例应为50%，植物和昆虫应为25%。

　　但无论如何，我们都可能严重低估了入侵生物的“潜能”：它们更多并不是没能成功闯关，只不过是没被大量发现而已。

　　凤眼莲是世界上危害最严重的外来入侵水生野之一。｜Ted Center

　　发现潜伏，见招拆招

　　沉睡族群存在的可能性，对入侵生物的防控具有现实影响。加利福尼亚州曾多次发现过地中海果蝇，人们误以为这是发生了多次物种入侵事件，因而将管控的重点放在了对国际航运的上。但事后进一步的分析却证明，这种入侵生物早就在该地潜伏存活，它们才是虫灾反复的根源。

　　与此类似，将防控重点放在阻止入侵物种传播到新地点的做法还有很多。如，为了防止欧亚狐尾藻从一个湖区传到另一个湖区，环境管理者要求娱乐性的船舶在跨湖航行前应进行清洗。从常理看这样做无可厚非，但对于已经少量存在狐尾藻的湖区，显然防止大规模爆发更为紧迫。

　　相骑驴找马式的防堵，阻断已知潜伏者的异常增殖，可能会更事半功倍。

　　幸好，生物DNA检测（eDNA）、遥感等新兴技术的出现，让非本土物种的取样范围更广，更加方便，可大大提高人类的“反潜”能力。如灵敏而非侵入性的生物DNA检测技术，只需在环境中收集相关的DNA痕迹，就能发现入侵生物的踪影。在芝加哥这样的大都市，一人一个工作就能完成所有水道中亚洲鲤鱼的检测，而传的电渔法至少需要调查93天。

　　中国大闸蟹原生于亚洲，但已入侵欧洲及北美洲。福寿螺是一种淡水蜗牛，从原生地南美洲借由水族贸易入侵世界各地。｜

　　关于沉睡族群，还有很多未解之谜，如，有没有一些入侵生物特别于潜伏？有没有一些地域特别适合入侵生物蛰居？在我们自以为熟悉的这个星球上，有多少沉睡族群还不为人知？

　　灭霸的一个响指能让半个宇宙的人都消失，这当然是夸张的艺术虚构；但大风起于青萍之末，自然界的蝴蝶效应从来不乏其例。在环境变化益加剧的当下，加强关注那些危险的潜伏者，无疑将有助于防范下一个不幸的生态黑天鹅事件。

　　编辑 | 陈天 吴晓非

　　责编 | 高佩雯

　　参考链接

　　[1]Invasive species often start as undetected “sleeper populations” .

　　s://news.wisc.edu/invasive-species-often-start-as-undetected-sleeper-populations/

　　[2]The Invasion Ecology of Sleeper Populations: Prevalence, Persistence, and Arupt Shifts. s://academic.oup/ioscience/advance-article/doi/10.1093/iosci/iaa168/6102677