基因渗入（Introgression）在保育生物学中的双面性：从物种完整性到适应性进化的新视角

本综述系统阐述了基因渗入（Introgression）在物种保育中的双重角色，挑战了传统林奈物种概念的静态观点。作者提出应以动态基因库视角看待物种边界渗透性，强调基因渗入既可增强物种适应性（如等位基因恢复、Syngameon网络形成），也可能导致遗传淹没（Genetic swamping）。文章为保育实践提供了新范式，呼吁在快速变化的环境中科学管理种间基因流。

　　

1 引言

基因渗入（Introgression）作为重要的生物学过程，指不同物种间基因组信息的整合而不丧失物种分类学身份。近期基因组证据表明，该现象在陆地植物多样化过程中频繁发生且作用显著。保育生物学界需同时考量其适应性与非适应性后果：一方面可能威胁特化物种的生态位适应能力，另一方面则为衰退物种提供表型多样性和优势等位基因的重要来源。

1.1 文本框：术语澄清——杂交-基因渗入-同配群

杂交（Hybridization）指不同谱系个体产生可育F₁代的过程，可能引发三种结局：远交衰退、杂交成种或基因渗入。基因渗入通过杂交个体与亲本物种的回交实现遗传元件转移，其与杂交成种的关键区别在于：前者仅交换少量遗传物质且物种保持独立完整性，后者则形成具有生殖隔离的新谱系。

2 保育生物学中基因渗入的多维视角

2.1 具有可渗透边界的物种实体

物种边界具有半渗透性（Semipermeable）已成为基因组学研究的共识。"物种复合体"（Species complex）概念实际反映了进化互作的复杂性，更准确的表述应为"同配群"（Syngameon）——三个及以上部分可育物种形成的基因组互作网络。这种模糊性支持开放的物种概念，即从强化生殖隔离到维持种间可育性的进化策略谱系。

2.2 同配群背景下的基因渗入

物种丰富的同配群体系可能产生最显著的基因渗入效应。北美桦木属（Betula）案例表明，生殖互连网络能增强类群应对全球气候变化的适应能力。同配群参与者通过共享部分遗传变异形成动态响应环境的基因库重叠，这种网络结构可通过量化模型进行基因流潜力表征。

2.3 人为环境中的基因渗入

人类活动通过改变物种分布、种群大小和次级接触概率，显著提高了基因渗入的发生频率和潜在效益。新环境迫使物种快速迁移和演替，形成新接触带和遗传组合机遇。种群规模不对称性导致基因交流方向的不均衡——受威胁小种群更易从常见近缘种获得基因，这种交换可能带来中性、适应性或适应性不同的遗传后果。

2.4 作为受威胁物种救援机遇的基因渗入

经历灭绝漩涡（Extinction vortex）的极度受威胁物种，可通过从常见物种渗入已丢失的等位基因实现遗传救援（Genetic rescue）。类似医疗决策的风险评估必不可少：对已陷入灭绝漩涡的物种，遗传淹没风险可能远低于灭绝风险；而对非极度受危物种则需谨慎评估背景特异性风险。伊比利亚猞猁案例证实种间基因渗入可有效增加物种水平遗传多样性。

3 展望

基因组革命为保育生物学提供了重新审视物种本质的技术手段和认知框架。面对 Anthropocene 时代的环境剧变，保育实践需接纳物种作为动态实体的本质，将种间基因渗入视为濒危物种创新和适应能力的重要来源。如同双面神雅努斯（Janus），我们应同时关注进化过程创造的解决方案而非仅聚焦消逝的过往。

作者贡献

Harald Schneider负责概念构建、初稿撰写及可视化；Charles H. Cannon参与概念设计、文稿修订与可视化工作。

致谢

感谢期刊主编邀请供稿，以及2024年11月东南亚生物多样性研讨会的与会者启发讨论。研究获得云南省科技计划项目（202101AS070012）、云南省兴滇英才支持计划"创新团队"项目（202405AS350019）及中国科学院西双版纳热带植物园"十四五"规划（E3ZKFF8B01）资助。

伦理声明

本研究未涉及人类与动物实验对象。

利益冲突

作者声明无利益冲突。