侵略者和当地人之间的遗传关系决定了实验性入侵的结果
当前的全球变化影响着所有的生物群。有些物种可以利用这些变化,而有些物种则很难应对人类引发的变化。入侵者是赢家之一,对本地物种构成了严重威胁。减轻与入侵者有关的问题引发了人们对预测哪种入侵物种和基因型可能成为入侵者的兴趣。然而,入侵往往是入侵者的特征与居民社区的特征相互作用的结果。因此,人们应该记住,在变化的世界,人为的变化不仅影响入侵者,而且影响社区的组成。此外,不同的地区有不同种类的物种聚集。因此,我们有必要问一下,哪种社区更容易受到入侵。
让我们澄清一下,这个想法并不新鲜。自查尔斯·达尔文和查尔斯·s·埃尔顿以来,许多研究者都在这方面做过研究:物种多样性的相关性、系统发育多样性、群落与入侵者的亲缘性。尽管对入侵和共存机制进行了几十年的研究,但证据似乎是混杂的,无论研究的分类和方法如何。然而,有一件事是相当明显的:更多的系统入侵理论的关键方面是可以操纵的,因为自然发生的入侵很难明确显示入侵的决定因素。
在我们最近发表的BMC生态学中,我们提出了一个用于研究入侵理论的微生物系统,并使用它来表明入侵者和群落成员之间在系统发育相似性上的多样性(即它们进化关系的紧密程度)影响着入侵的成功。那些与入侵者的系统发育距离不同的群落比那些与入侵者的系统发育关系不太不同的群落更能抵抗入侵。
这实际上是一个相当新颖的发现,因为多样性对入侵的影响大多是在生态水平(物种多样性)上研究的,而不是在系统发育多样性的进化水平上。由于入侵是通过描述入侵者和社区之间的关系的度量来解释的,我们的结果对容易识别潜在入侵者或脆弱社区提出了疑问。入侵者和社区在入侵过程中共同行动。
Blaah——微生物——你可能会想,把它们联系起来,忘记了许多生态和进化理论已经被创造出来并在微生物上进行了测试。但是,微生物也会入侵,了解微生物入侵不同的栖息地——湖泊、水池、食物、牙齿、伤口和肺部——对我们的日常生活有直接的影响。
在我们的实验中,我们使用机会环境生长病原体粘质沙雷菌作为入侵者。这个物种几乎感染了一切。对健康的人类来说,它是相当无害的,但它的宿主从珊瑚和植物到昆虫都有。几种昆虫在感染后几天内就会死亡。
在我们的系统中最酷的事情是我们可以用非常简单的琼脂镀膜从其他细菌中识别出它。除了红色色素,链球菌在dna酶琼脂板上的菌落周围形成光环,而我们系统中的其他细菌则被视为没有光环的白色菌落。其他细菌是微生物学中传统的“实验室老鼠”,如大肠杆菌和假单胞菌。
该系统可用于检验入侵的几个关键假设;不仅是通过操纵群落中的物种,还有它们的进化背景。容易培养的细菌可以很容易地进行实验进化。这种新的适应基因型可以用来创造不同的入侵场景。比如模仿人为变化——这就是我们下一步要做的。