未来哪些地区更容易遭到生物入侵？

▲在当前气候条件下，世界上35个生物多样性热点和预测的外来两栖爬行动物入侵热点的空间重叠模式。

▲四种具有代表性的外来两栖爬行动物。(a)北美牛蛙(b)甘蔗蟾蜍(c)沙蜥(d)红耳龟。

众所周知，地球的生态系统已经进化了很长一段时间，而系统中的物种已经进化了很长一段时间，形成了现在相互依存、相互制约的密切关系。外来物种的引入可能会因为无法适应新环境而消亡，或者因为在新环境中没有竞争的有机体而演变成凶猛的入侵者。这些入侵者可能没有一个快嘴快嘴的恐怖形象，但他们可能对被入侵地区的生态系统、栖息地、物种和人类健康构成严重威胁，甚至造成生态灾难。

目前，生物入侵已经严重威胁到北欧和北美的生态系统。在未来，世界的哪些地方可能成为生物入侵的高风险地区？最近，中国科学院动物研究所李一鸣研究小组发表的一项研究结果就是为了回答这个问题。

可怕的生物入侵

在这项研究中，李一鸣团队基于影响外来物种分布的因素，如气候、人类活动、植被和水资源，使用多物种分布模型预测了世界上279个外来两栖爬行动物入侵热点。

你为什么选择两栖动物和爬行动物作为研究对象？对此，李一鸣告诉《中国科学》记者，这是因为近几十年到100年来，在动物界中，生物入侵速度非常快的两类是两栖类和爬行类。此外，两栖动物和爬行动物是陆地上改变温度的脊椎动物，这将在入侵地区造成严重的生态、进化和社会经济危害。

在引起生物入侵的两栖动物和爬行动物中，牛蛙是世界上最有害和最有影响力的动物，我们在餐桌上对它们非常熟悉。

牛蛙起源于北美，是因为广泛的繁殖条件和早期人们对引进动物完全缺乏控制。在亚洲，牛蛙很早就逃到了野外，成为一个野生物种，然后成为一个入侵物种。有记录的牛蛙于1959年入侵中国并进入香港。然而，在20世纪80年代和90年代的经济开放之后，更大规模的入侵开始了。大量奇怪的动物和植物作为“金钥匙”被引入中国以发财致富。牛蛙是其中之一。

尽管牛蛙现在经常被人们吃掉，但它们不是“省油的灯”它们很大，可以长到2公斤。它们是许多小型脊椎动物的捕食者和竞争者。在调查研究中，李一鸣发现在舟山群岛，在牛蛙入侵的水库池塘里，当地的牛蛙、牛蛙和蟾蜍都消失了。与此同时，牛蛙繁殖迅速，一个巢里有成千上万的卵。牛蛙比本地蛙聪明，跳跃能力强，极难捕捉。当地的青蛙只能潜水2分钟，而牛蛙只能潜水8分钟。更有害的是牛蛙携带致病性壶腹，它们的入侵和传播将导致当地两栖动物数量的下降。

"甘蔗蟾蜍危害更大，现在已经在澳大利亚造成了灾难性的后果."李一鸣说，“蟾蜍携带蟾蜍毒素，因为澳大利亚没有蟾蜍物种，所以当地的动物掠食者还没有进化出识别甘蔗蟾蜍的机制，这导致该地区捕食甘蔗蟾蜍的各种大大小小的物种死亡。鳄鱼在吃了甘蔗蟾蜍后会中毒。”李一鸣说。

除了北美牛蛙和甘蔗蟾蜍，李一鸣还介绍说，在外来两栖动物和爬行动物中有两个有代表性的物种。“一种是索绪尔变色龙，它比本地蜥蜴有更强的竞争能力，可以捕食本地物种。另一种是红耳龟，它可以与当地的海龟竞争，并与一些物种杂交，以减少当地海龟的多样性。”

近年来，两栖爬行动物入侵迅速，范围广，影响大。因此，相关科学记录相对全面，可以大大提高预测研究的准确性。

生物多样性热点地区风险较高

李一鸣研究小组建立的模型预测表明，在当前气候条件下，外来两栖爬行动物的潜在入侵风险主要集中在西非、南亚、东南亚、大洋洲岛屿、加勒比海地区、南美洲南部、地中海地区和马达加斯加东部。在未来2050年和2080年气候变化的条件下，大部分潜在的入侵风险仍然集中在同一个地理区域，一些最合适的区域将扩展到南美北部、中非和欧洲的一些高纬度地区。

“这些入侵热点都是环境条件适合大量外来物种生存的地区，因此这些地区自然会受到更高的生物入侵风险的威胁。”李一鸣说。

更严重的是，这些具有外来两栖爬行动物入侵高风险的地区恰恰集中在世界各地的生物多样性热点。

“在全球范围内，生物多样性热点包括35个地理区域，这些区域拥有极其丰富的物种资源，也面临着丧失主要栖息地的困境。生物多样性热点地区仅占地球面积的15.9%，但它有22，939种陆生脊椎动物，占世界的77%，还有152，000种植物，占世界的50%。保护这些地区尤为重要。”像李一鸣这样的研究人员在最近发表在《生态学和环境科学前沿》上的一篇论文中写道。

“在当前和未来的气候情景下，生物多样性热点每单位面积潜在外来物种的数量是其他地区的1.4倍。近40%的潜在入侵热点将落入生物多样性热点。生物多样性热点比其他地区承担更高的生物入侵风险。”李一鸣说。

迫切需要实施早期监测和快速反应措施

通过揭示生物入侵风险的全球模式，李一鸣研究小组的研究为在全球范围内制定早期监测和快速反应措施提供了指导信息，以防止外来两栖动物和爬行动物对生物多样性的入侵危害。

“随着贸易的日益全球化，外来物种入侵对生物多样性和生态系统功能的威胁不断增加。”李一鸣说:“了解世界上外来入侵物种的热点，即许多外来物种适宜的生存环境，以及这些外来入侵物种的热点与全球生物多样性的热点之间的重叠程度，对于采取优先保护措施减少外来物种对生物多样性的危害非常重要。”

对于研究结果中发现的生物入侵风险较高的地区，李一鸣认为生物安全防护措施刻不容缓。

“特别是，我们的研究模型还预测，南太平洋的新喀里多尼亚、西非的几内亚森林、西南太平洋的美拉尼西亚群岛、加勒比群岛、菲律宾群岛和巴西的塞拉都是生物入侵的高风险地区，原因包括与潜在入侵热点的高度重叠和本地栖息地的严重丧失。这些领域应该成为有效生物安全措施的优先领域。然而，这些地区目前用于制定生物安全措施的财政资源相对较少。希望这些地区能够提高对生物入侵风险的认识，前瞻性地制定生物安全措施，避免或尽量减少生物入侵对全球生物多样性的危害。”李一鸣说。