不速之客:亞洲蜜蜂如何在澳洲打破演化預期?
十多年來,外來入侵的亞洲蜜蜂違背了進化論的期望,在北昆士蘭建立了一個繁榮的種群,這讓蜂蜜業和生物安全官員非常惱火。發表在《當代生物學》(CurrentBiology)上的最新研究表明,蜜蜂這一物種已經克服了所謂的遺傳瓶頸,從一個蜂群發展成為在1 萬平方公里區域內擁有1 萬多個蜂群的種群,這相當於大悉尼地區的面積。
最近的研究表明,入侵的亞洲蜜蜂在北昆士蘭迅速適應並蓬勃發展,儘管遺傳多樣性較低,但數量已超過10,000 群。一隻亞洲蜜蜂(照片攝於中國的自然分佈區)。圖片來源:Ben Oldroyd/雪梨大學
共同第一作者、雪梨大學生命與環境科學學院的羅莎琳-格洛阿格(Rosalyn Gloag)博士說:”我們對這一蜜蜂種群的研究表明,儘管相對於其本土範圍的種群而言,某些物種一開始的遺傳多樣性非常低,但它們能夠迅速適應新環境。
Gloag 博士說,一般認為,高遺傳多樣性對於一個族群快速適應不斷變化的環境條件非常重要,例如當一個物種被遷移或經歷自然或氣候變遷災害造成的快速環境變化時。
昆士蘭北部凱恩斯的入侵蜂群。圖片來源:Ros Gloag 博士
研究小組強調了這個案例研究對了解一般人口復原力的重要性。她說:”然而,我們已經證明,儘管遺傳多樣性急劇下降,但這一入侵蜜蜂種群自抵達後已迅速適應了環境。當我們觀察到許多物種正在應對人為氣候變化時,這一點就顯得更加重要了。”
該大學生命與環境科學學院的Ros Gloag 博士。圖為Gloag 博士與一個四角蜂巢(不是研究中的亞洲蜜蜂)。資料來源:雪梨大學
研究的重要性
透過研究昆士蘭的入侵族群,研究小組獲得了罕見的自然入侵的完整遺傳年表,從蜜蜂到達後不久就開始了研究。
該蜂群可能來自巴布亞紐幾內亞,於2007 年抵達澳大利亞,由於蜜蜂可能攜帶寄生蟲,澳大利亞的生物安全引起了關注。最後發現這些蜜蜂並沒有攜帶最令人擔憂的寄生蟲–變種蟎,而變種蟎已透過未知途徑抵達澳大利亞,威脅著國內的蜂蜜產業。
昆士蘭凱恩斯的亞洲蜂群。圖片來源:Ros Gloag 博士
“我們很幸運能夠獲得這一入侵種群的完整採樣時間表,這要歸功於昆士蘭州農業和漁業部做出的巨大努力。雖然這次嘗試沒有成功,但收集到的生物材料對於了解這些入侵是如何進行的非常有價值。這反過來又幫助我們更好地應對未來的入侵。”
有了這個全面的樣本集,科學家得以對10 年來收集的118 隻蜜蜂的整個基因組重新定序。
Gloag博士說:”我們基本上可以觀察到自然選擇隨著時間的推移在遺傳多樣性較低的種群中發揮作用。從這個獨特的有利位置,我們可以看到,選擇是作用於基因組中的變異,而這些變異是隨著最初的幾隻蜜蜂一起出現的。這不是後來透過突變產生的變異。換句話說,一些遺傳多樣性很低的物種可以很快適應環境。雖然這對於應對新來入侵物種的環境來說可能是個壞消息,但對於在氣候變遷或其他自然或人為災害(如叢林大火)面前暫時崩潰的種群來說,這可能是個好消息。”
編譯自: ScitechDaily