《Biological Invasions》:From the Balkans to France: the threatened range-restricted freshwater mussel Unio carneus revealed as an introduced species by environmental DNA
编辑推荐:
本研究针对淡水贻贝早期入侵监测难题,利用环境DNA(eDNA)技术对法国河流开展大规模调查,首次发现原生于巴尔干Drin流域的濒危物种Unio carneus在法国多流域存在引入种群。通过遗传学与形态学验证,证实其与1980年代引入的阿尔巴尼亚鳊鱼(Pachychilon pictum)分布重叠,提示其通过寄生幼虫随宿主鱼类扩散。研究揭示了eDNA在隐匿入侵物种早期预警中的价值,并探讨了“原生地濒危-引入地潜在入侵”这一保护管理悖论。
淡水生态系统正面临日益加剧的人为压力,而淡水贻贝(双壳纲:Unionida)被认为是全球最濒危的类群之一。在欧洲,所有25种已知的淡水贻贝均被列为受威胁或近危物种。这类生物具有独特的生活史:其幼虫(glochidia)需寄生在鱼类鳃部完成变态发育,这种策略虽有助于种群扩散,却也增加了通过鱼类运输无意引入外来物种的风险。近年来,大规模环境DNA(eDNA)监测技术的应用,为淡水贻贝的保护与入侵物种监测提供了新视角。
法国研究人员通过系统性eDNA调查,在加龙河、阿杜尔河等流域意外检测到Unio carneus的信号。这种贻贝原仅分布于巴尔干半岛的Drin流域,在其原生地因水坝建设等威胁被列为易危物种。进一步通过标本采集和遗传分析(线粒体COI和16S rRNA基因测序),确认其在法国种群的存在。形态学数据显示,法国个体外壳厚实、齿式特征显著区别于本地近缘种Unio crassus,且最大个体年龄估测达10-30年,表明引入历史可追溯至数十年前。
为解析研究关键技术,团队采用跨流域eDNA采样(每点30升水样,45微米交叉流过滤),结合特异性引物(Unio和Vene引物对)进行12次PCR复扩增和高通量测序(每对引物30万条读数)。对活体样本进行线粒体基因(COI和16S)扩增与Sanger测序,并通过形态测量(壳长、高、宽)对比原生地种群特征。
环境DNA检测结果
eDNA信号显示Unio carneus在法国多个流域存在空间异质性:在Couze河和Laa河读数超万次,而塞纳河支流Rémarde仅数百次读数。种群分布与阿尔巴尼亚鳊鱼(Pachychilon pictum)的已知范围高度重叠,支持其通过宿主鱼类引入的假设。
遗传与形态学分析
法国种群COI基因仅发现3种单倍型(16个个体共享主导型),显著低于原生地种群的10种单倍型,符合奠基者效应。16S序列变异亦有限(4种单倍型)。外壳形态显示厚壳、深色角质层与绿色放射纹,与巴尔干种群一致。
讨论与意义
本研究揭示了eDNA在发现“隐匿入侵”中的突破性价值:U. carneus的引入可能与其宿主鱼类在1980年代的引入同步,却直至近年才被察觉。其低遗传多样性与局部分布提示当前入侵性较弱,但部分检测点位于宿主鱼类分布区外,暗示其对非原生宿主的潜在适应性。这一案例凸显了“濒危物种在原生地受保护,在引入地可能成为潜在入侵者”的管理悖论,警示需基于生物地理背景制定差异化管理策略。
该研究发表于《Biological Invasions》,为全球生物入侵研究提供了跨尺度监测范式,同时呼吁关注人类活动导致的物种分布重构对保护政策的挑战。