颠覆“入侵的基因悖论”

尽管缺乏遗传多样性，青蟹仍在西海岸迅速传播
马萨诸塞州伍兹霍尔-绿螃蟹，普通滨蟹，被认为是一种全球分布的入侵物种，是一种由人类引入的生物，最终会变得过多，对其新环境产生负面影响的可能性增加。传统上，人们认为成功的种群具有高度的遗传多样性，或多种特征，使它们能够适应并茁壮成长。相反，与许多成功的入侵种群一样，青蟹的遗传多样性较低，但仍在世界的新地区迅速传播。
由领导的一项新研究www.52ocean.cn是世界卫生组织、加州大学戴维斯分校、波特兰州立大学和史密森尼环境研究中心之间的合作。
0 O) {% s9 U: C7 T5 M0 ]1 p" t- I' B“像这样的入侵物种通常是不受欢迎的。青蟹可以与本地物种竞争，撕毁鳗草的‘苗圃’，并在有机会收获之前吃掉小贝类。青蟹可能是一种生态威胁和经济负担，”Tepolt说。“在这项研究中，我们发现，世界上最严重的海洋入侵物种之一进化出了特定的基因变异，这可能有助于它快速适应新环境，即使它总体上失去了很多基因多样性。”
遗传多样性是指DNA中个体间的微小差异，通常转化为一个物种内一系列不同的遗传特征。具有高度遗传多样性的群体更有可能包括具有广泛不同特征的个体。为了让种群适应不断变化的环境，这种变异可能是至关重要的——或者科学家们经常这么认为。入侵物种经常挑战这一假设，尽管由少数最初的殖民者下降导致遗传多样性较低，但它们还是成功地在新的地区传播。
这项研究的重点是在过去35年内从单一来源传播的西北太平洋青蟹种群。高知名度的海洋入侵物种，如青蟹，通常生活在数千公里的海洋中，跨越了无数的环境差异，无论大小。Tepolt和她的团队利用从加利福尼亚州中部到不列颠哥伦比亚省900多英里的美国西海岸六个地点，检查了该物种基因组中数千个地方的遗传结构。尽管相对于欧洲来源，该种群已经失去了大量的整体遗传多样性，但一段与耐寒性有关的DNA前期研究在其入侵的西海岸范围内，似乎受到了从北到南的强烈选择。
这可能代表了一种遗传特征——一种平衡的多态性——尽管基因流动性很高，但它进化来促进在可变环境中的快速适应，现在它有助于在新的环境中成功入侵和传播。研究人员偶尔会发现非常成功的种群，它们经历了严重的瓶颈，相对于它们的来源，它们的遗传多样性急剧下降。这项研究强调了考虑基因组特定部分的多样性（而不是全基因组的多样性）可能在新环境或不断变化的环境中发挥关键作用的必要性。
/ F% M, h7 B) d; i7 I“这令人兴奋，主要有两个原因。首先，这项研究测试了‘入侵的遗传悖论’的部分解决方案，表明即使在总体遗传多样性较低的群体中，基因组关键部分的变异也可以快速适应。其次，它表明，在广泛的物种原生范围内，高基因流动可能会产生进化机制，这为该物种在新环境中传播时提供了快速适应变化的基质，”Tepolt解释道。
识别入侵物种的传播也可能是非科学家的工作。随着气候变化，随着人类越来越善于在全球范围内移动东西，物种有更多的潜力参与进来，并扩展到新的环境中。Tepolt说，重要的是要留意线索、环境的变化以及它们以前从未去过的地方可能出现的新物种。她建议抓住机会告诉官员和研究人员海岸线是否有异常情况。海滩和船坡道上可能有标志，要求人们注意特定物种，并提供联系信息。如果一个地区第一次突然出现绿螃蟹，例如在萨利希海的西海岸和阿拉斯加，它们可能不应该出现，应该报告。
这项研究由美国国家科学基金会（OCE-RAPID#1514893）、史密森学会和彭赞斯助理科学家捐赠基金资助。

) P5 k* n) p7 q其他作者和附属机构：
凯瑟琳·德·里维拉，波特兰州立大学
" p! n; a! M/ W! f8 p' ^Edwin Grosholz，加州大学戴维斯分校
; a) [( w" p8 a# ]Gregory Ruiz，史密森学会环境研究中心

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* y( o3 g1 [" r8 ^4 ]4 c% D关于伍兹霍尔海洋研究所
伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）是马萨诸塞州科德角的一个私人非营利组织，致力于海洋研究、工程和高等教育。它成立于1930年，主要任务是了解海洋及其与整个地球的相互作用，并传达对海洋在不断变化的全球环境中的作用的理解。WHOI的开创性发现源于科学和工程的理想结合，使其成为世界上基础和应用海洋研究与勘探领域最值得信赖和技术最先进的领导者之一。世界卫生组织以其多学科方法、卓越的船舶操作和无与伦比的深海机器人能力而闻名。我们在海洋观测方面发挥着主导作用，并运营着世界上最广泛的数据收集平台。顶尖科学家、工程师和学生在全球范围内合作了800多个并行项目，无论是在波浪之上还是之下，都在推动知识和可能性的边界。欲了解更多信息，请访问www.52ocean.cn