生物入侵的时间动态:本地宿主物种与外来宿主物种对宿主质量的感知存在差异

《Ecology and Evolution》:Temporal Dynamics of Biological Invasions: Perception of Host Quality Differs Between Native and Alien Host Species

【字体: 时间:2025年10月09日 来源:Ecology and Evolution 2.3

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  入侵物种Sinanodonta woodiana与欧洲苦吻鱼Rhodeus amarus的共进化研究显示,所有苦吻鱼种群均避开与该入侵物种近期(5年)共存的种群,但未表现出对古老(40+年)或中间(17年)共存种群的偏好。个体质量在入侵物种中未影响选择,而在本土Anodonta anatina中显著影响行为偏好。研究证实入侵物种前沿的快速共进化驱动行为回避,而本土物种选择基于个体质量。

  ### 本研究的解读与分析

生物入侵是全球生物多样性变化的重要驱动力之一,涉及非本地物种在新环境中的扩散与适应过程。近年来,随着人类活动的增加,许多外来物种被引入到新的地理区域,并在某些情况下成功建立种群,甚至对当地生态系统造成显著影响。这种现象不仅改变了原有的物种分布格局,还可能引发一系列生态后果,包括本地物种的灭绝、群落结构的改变、物种同质化以及遗传完整性受损等。然而,并非所有外来物种都会表现出强烈的侵略性,有些物种的入侵效应可能较为隐晦,这使得理解外来物种与本地物种之间的相互作用变得尤为重要。

本研究聚焦于一种独特的寄生鱼与外来入侵物种之间的相互作用,以揭示快速本地共进化在寄主选择中的作用。研究对象是欧洲苦味鱼(*Rhodeus amarus*),这是一种能够寄生在多种欧洲淡水蚌类中的寄生鱼。研究还涉及一种在欧洲迅速扩散的外来物种——中国池沼螺(*Sinanodonta woodiana*),它最初来自东亚,自20世纪70年代被引入欧洲后,已在21世纪快速扩展其分布范围。中国池沼螺在与欧洲苦味鱼的共存过程中,展现出较强的排卵行为,能够有效驱逐寄生鱼的卵。然而,本研究发现,欧洲苦味鱼在与这种外来物种共存的初期阶段表现出明显的回避行为,而在与本地物种(如*Anodonta anatina*)的共存中则更倾向于选择具有高个体质量的宿主。

研究通过比较不同欧洲苦味鱼种群在面对外来和本地宿主时的行为偏好,探讨了三种关于寄主选择的假设。第一种假设是“种群偏好假说”,认为欧洲苦味鱼会基于种群身份来选择寄主,即倾向于避免与自身共存时间较短的外来种群。第二种是“强共进化假说”,认为共存时间较长的种群会因长期的互动而发展出更强的适应性,从而表现出更偏好或更回避特定种群的行为。第三种是“个体质量假说”,认为欧洲苦味鱼更关注个体宿主的质量,而不是其种群的起源。研究结果显示,欧洲苦味鱼对刚被引入的外来中国池沼螺表现出明显的回避行为,这种行为并不依赖于种群共存的时间或个体宿主的质量,而是可能与外来种群在短时间内对寄生鱼的排卵行为有关。相比之下,对于本地*Anodonta anatina*,欧洲苦味鱼更倾向于选择个体质量高的宿主,而不是特定的种群。

研究的实验设计包括在四个不同的地点进行观察,这些地点代表了不同时间尺度的共存历史:一个地点没有中国池沼螺(作为对这种外来物种“无知”的对照组),一个地点的中国池沼螺仅与欧洲苦味鱼共存了5年,一个地点的共存时间为17年,另一个地点的共存时间超过40年。通过在实验室中模拟这些种群的共存情况,研究人员观察到欧洲苦味鱼在面对外来中国池沼螺时的行为差异。具体而言,所有苦味鱼种群都回避了共存时间最短的外来种群,而对本地*Anodonta anatina*则表现出基于个体质量的选择偏好。

这种结果表明,当外来物种刚进入一个新的区域时,本地物种可能会通过行为方式来避免与之互动,从而减少寄生风险。这种行为可能源于对入侵物种潜在危害的认知,而非单纯的种群身份。然而,随着时间的推移,如果外来物种在新环境中逐渐适应并减少其对本地物种的负面影响,本地物种可能会调整其行为,以更有效地利用这些外来宿主。然而,在本研究中,这种适应并未发生,可能是因为外来物种仍然保持了较高的排卵效率,从而对本地寄生鱼的繁殖造成持续的负面影响。

此外,研究还发现,欧洲苦味鱼在面对本地宿主时,其选择行为在不同种群之间保持了一定的一致性,这表明个体质量在寄主选择中起着更为关键的作用。相比之下,对于外来中国池沼螺,欧洲苦味鱼的选择行为更多地受到种群共存时间的影响,而不是个体质量。这种差异提示我们,寄主选择行为可能在面对外来物种和本地物种时遵循不同的机制。在面对外来物种时,寄生鱼可能更依赖于种群间的整体经验,而在面对本地物种时,则更关注个体的生理和行为特征。

研究的实验设计还包括对本地*Anodonta anatina*的测试,以比较不同种群之间的行为偏好。结果显示,欧洲苦味鱼在面对本地物种时,表现出对特定个体的偏好,这种偏好与种群共存时间无关,而是基于个体质量的差异。这一发现支持了“个体质量假说”,即寄生鱼在选择寄主时更关注个体的适应性和资源供给能力,而非其种群身份。这种行为模式可能有助于寄生鱼在本地物种中找到更合适的繁殖场所,从而提高其繁殖成功率。

总体而言,本研究揭示了外来物种入侵过程中,本地寄生鱼如何通过行为适应来应对新的寄主环境。结果表明,当外来物种刚进入一个区域时,本地寄生鱼可能会表现出回避行为,以减少寄生风险。然而,随着时间的推移,如果外来物种的负面影响逐渐减弱,本地寄生鱼可能会调整其行为,以更有效地利用这些外来宿主。此外,研究还强调了个体质量在寄主选择中的重要性,这可能对理解寄生鱼与宿主之间的相互作用具有重要意义。未来的研究可以进一步探讨这些行为模式在不同环境条件下的适应性,以及外来物种对本地物种长期进化的影响。
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