偏远岛屿科考站丽蝇(Calliphora vicina)罕见观测记录:岛内人为辅助扩散的风险

《Polar Biology》:Rare observation of blowflies on a remote island research station: the risk of intra-island human-assisted dispersal

【字体: 时间:2026年07月11日 来源:Polar Biology 1.4

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  全球生物多样性丧失正在加速,其中生物入侵是对生物多样性和生态系统功能的最大威胁之一。越来越多的研究访问如亚南极(sub-Antarctic)岛屿等隔离地区时,会采取严格的生物安全(biosecurity)措施以限制非本地物种无意中被引入并建立种群。尽管如此,人

  
全球生物多样性丧失正在加速,其中生物入侵是对生物多样性和生态系统功能的最大威胁之一。越来越多的研究访问如亚南极(sub-Antarctic)岛屿等隔离地区时,会采取严格的生物安全(biosecurity)措施以限制非本地物种无意中被引入并建立种群。尽管如此,人类活动仍是这些岛屿上非本地物种的主要来源。南非管辖的亚南极马留恩岛(Marion Island, MI)上存在一种被认为是在数十年前后勤补给作业期间引入的非本地种——丽蝇(Calliphora vicina,Robineau-Desvoidy,双翅目Diptera,丽蝇科Calliphoridae)。迄今为止,这种显眼的蝇类仅在该岛东南部Funk湾和Kildalkey湾附近的有限区域被观察到。本研究报道了2024年5月8日在位于该岛东北部象限的气象研究站观测并捕获两只活体丽蝇的事件,研究人员推测这很可能与同日早些时候一名曾在Funk湾调查海豹种群的野外助理无意间进行的人为介导扩散(human-mediated dispersal)有关。形态学检查和分子分析——后者为马留恩岛上该物种首次进行的分子鉴定——确认标本为C. vicina。进一步的分子分析表明马留恩岛种群可能源自南非。本观察结果强调,不仅要在登岛前严格执行生物安全协议,还需提高警惕以检测已建立的非本地物种在马留恩岛各站点间的无意迁移。
《Polar Biology》刊载论文解读:马留恩岛气象站Calliphora vicina异常发现及其岛内人为辅助扩散风险》
研究背景与立题依据
生物多样性丧失速率空前,生物入侵被视为破坏岛屿生物多样性与生态系统功能的最重要驱动因子之一。亚南极(sub-Antarctic)及南极周边海洋性岛屿因地理隔离和特有生物多样性高,对入侵物种尤为敏感。马留恩岛(Marion Island, MI)是南非管辖的爱德华王子群岛(Prince Edward Island Archipelago, PEIA)中较大者,已有约45种已定殖非本地分类群,其中25种具入侵性。现行生物安全(biosecurity)措施主要针对"外来种登岛",而对岛上已定殖非本地种经人类活动在不同微生境间二次扩散(intra-island dispersal / human-mediated dispersal)关注不足。丽蝇Calliphora vicina(Robineau-Desvoidy, 1830; 双翅目Diptera,丽蝇科Calliphoridae)自1987年首录于MI东南部Kildalkey湾与Funk湾一带海豹/企鹅尸体旁,被认为随南非补给船引入,此前从未在距其约9.7 km之东北象限气象站被观测。2024年5月8日,站内发现两只活体C. vicina,同日一名野外人员刚从Funk湾海豹调查返回,提示有人为携带可能。本研究旨在形态与分子水平确认物种身份,追溯潜在来源群体,并评估岛内人为辅助扩散风险及管理启示。
主要关键技术方法概述
研究人员于2024年5月8日在MI气象站(S46.87584°; E37.85857°)采集2只活体丽蝇标本,保存于无水乙醇;另于南非约翰内斯堡以腐肉诱捕2只对照标本。形态学鉴定依据头胸部特征(如颊膨大genal dilation色泽与刚毛、下腋瓣lower calypter颜色与背侧刚毛、基节胸侧缝coxopleural streak的有无、翅茎脉stem vein刚毛、前 spiracle颜色等)参照既有丽蝇分种检索表。分子鉴定采用线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(cytochrome c oxidase subunit I, COI)基因两段片段(LCO/HCO与CrustCOIF/PeracCOIR引物对)进行PCR扩增与Sanger测序,获得858 bp序列。将MI标本COI序列提交BOLD(Barcode of Life Data System)鉴定引擎比对,并从GenBank/BOLD下载全球44条C. vicina及近缘外群(C. croceipalpis、Lucilia属)COI序列,使用MEGA7进行ClustalW比对,BEAST 2.7.8做贝叶斯推断(Bayesian Inference)系统发育重建,ModelFinder选最佳核苷酸替代模型,Tracer检验收敛。
研究结果
Morphological and molecular identification(形态学与分子鉴定)
经头胸部形态特征(橙黄色颊膨大genal dilation具黑刚毛、后颊postgena黑刚毛、大抱器greater ampulla无直立硬毛、暗色下腋瓣具背侧毛、暗黄色基唇基basicosta、黄色前气门anterior spiracle、翅茎脉无背侧刚毛列、无胸侧缝coxopleural streak、非金属光泽胸部与暗金属蓝腹部)判定两MI标本为Calliphora vicina。COI 858 bp片段BLAST与BOLD比对均鉴定为C. vicina,确认形态学结论。
Comparison with global sequence data(与全球序列数据比较)
贝叶斯系统发育树显示,去除形成独立支系的澳洲、美洲、东亚序列后,两MI个体与一个南非个体聚为一支,次近缘类群来自德国,嵌套于欧洲支系中。由于单线粒体标记分辨率有限且MI与南非样本量小,结论需谨慎,但分子证据支持MI种群可能源自南非,与历史推测(随南非后勤船只引入)相符。
Results and discussion中关于分布与扩散的讨论要点
C. vicina在MI依附腐尸/腐肉,局限于东南部Kildalkey湾—Funk湾带,偏好避风富营养微生境(企鹅/海豹聚集区Poa cookii与Leptinella plumosa植被暖岩处),日活动高峰在气温最高时段。同期其他亚南极岛屿(南佐治亚South Georgia、凯尔盖朗Kerguelen)记录显示该种沿海岸腐尸生境扩张,气候变暖可能促进其西向扩散。成蝇具强飞行能力但在MI常年强风(盛行西北风)下倾向滞留避风区,天然扩散受限,故此前未达东北气象站。本次站内发现极可能为同日赴Funk湾调查海豹之野外人员衣物/装备夹带成虫或蛹所致的人为辅助岛内扩散(human-mediated intra-island dispersal),提示即便对外来种登岛管控严格,岛内已定殖非本地种经日常科研/后勤活动二次传播亦须警惕与监测。
讨论与结论总结(翻译结论部分)
本研究强调严格执行生物安全措施的重要性,这不仅体现在登岛前的检疫环节(Lee and Chown 2009),也应扩展至控制马留恩岛已定殖非本地物种经无意间人为介导的岛内位点间扩散风险。此类观察为保护其他偏远亚南极及海洋性南极岛屿、科考设施与保护区提供了重要借鉴。
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