进化史如何预测昆虫入侵者的影响

华盛顿大学领导的一个团队主要借鉴了昆虫与植物相互作用的进化历史,他们已经开发出一种方法来了解非本地昆虫在新环境中的行为。该团队的模

华盛顿大学领导的一个团队主要借鉴了昆虫与植物相互作用的进化历史,他们已经开发出一种方法来了解非本地昆虫在新环境中的行为。该团队的模型在10月17日发表在《生态与进化》杂志上的一篇论文中进行了描述,该模型可以帮助林业工作者预测哪些昆虫入侵将成为问题,并帮助管理人员决定在哪里分配资源以避免广泛的树木死亡。

进化史如何预测昆虫入侵者的影响

威斯康星大学环境与森林科学学院副教授,项目负责人之一帕特里克·托宾说:“几十年来,这是什么使坏侵略者如此特别?这是一个百万美元的问题。”“这有可能深刻改变我们预测外来物种影响的方式,并确定用于减轻这些影响的有限资源的优先次序。”

新模型可以快速评估新来的昆虫,即使在到达这里之前,是否也很有可能杀死北美的树木。要使用该模型,所需要的只是有关昆虫的饲养方法(例如,木材,树液或叶子的饲养者)及其在本机范围内以何种树木为食的信息。然后,该模型将确定是否有任何北美树木死于该树木。

该研究团队专注于利用北美针叶树的非本地昆虫-产锥果树,如松树,雪松,冷杉和云杉。他们确定了将近60种针叶树专科昆虫,然后建立了有关每一种昆虫的详尽信息数据库,包括生活史特征和所攻击树木的特征。六种昆虫以“高影响力”出现,这意味着它们杀死了大片原本健康的本地树木。

例如,苦瓜羊毛adelgid(一种来自欧洲的无翼,吮吸树液的昆虫,侵染并杀死了杉树)在西北太平洋地区留下了超过100,000英亩的枯树。另一个是来自亚洲的赤松鳞片,它通过吸吮稀薄的内部树皮使新英格兰的森林枯竭。

那么,是什么导致少数非本地昆虫成为最具破坏力的入侵者呢?

第一作者安吉拉·梅奇(Angela Mech)说:“过去,研究一直集中在昆虫本身的各个方面,但我们意识到根本不是这样。”他曾在西澳大学做过博士后研究。

梅奇解释说,外来昆虫是否能控制住并变成破坏性,与新的(北美)寄主树和该虫的家乡树之间的进化历史有关。允许科学家构建有关树种进化方式的全面系统发育史(或图谱)的分子工具,是该团队取得突破的关键。

例如,如果亚洲的一棵松树和北美的另一棵松树在数千万年前发生了分歧,那么北美的松树可能不会保留只与亚洲的松树同居的昆虫的防御能力。另外,两个大陆上的两个松树,有着更多的进化史,并且最近才分道扬might,但它们仍然可能拥有相似的防御力。

新模型有助于确定针叶树的进化“完美风暴”,在这种情况下,入侵昆虫仍将新树视为食物来源,但树并没有保留足够的防御措施来阻止入侵者。

梅奇说:“在短短两年内,我们所做的就是让一个人去解决自己的职业,但是要让15个人拥有见识和专业知识共享,那才是真正使我们能够实现的目标。”这项工作是缅因大学的助理教授。

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