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丧钟为入侵动物而鸣

时间:2019-03-12 01:03:59 来源:互联网 阅读:0次

新西兰计划到2050年“清理门户”

这或许有些疯狂和野心勃勃,但我认为它值得一试。

刷尾负鼠是新西兰计划剔除的多种入侵性物种之一。

图片来源:David White

老鼠Razza差点终结了James Russell的职业生涯。12年前,生态学研究生Russell曾把戴着无线电颈圈的老鼠释放到新西兰海滨的一个小岛上,用以研究这种生物如何站稳脚跟并成为入侵性物种。尽管他曾发誓保证这些老鼠会受到良好监控并会很快被清除,但一只名为Razza的老鼠却逃过捕捉游到了附近的另一座岛上。

接下来的18个星期,Russell都在搜寻这只老鼠。因为担心这场灾祸会影响到他的博士学位,Russell感到十分沮丧与尴尬。“我对自己的论文前景感到非常灰心。”他说。

尽管很多文献都描述了如何控制大规模鼠群,但它们基本上没有记录如何跟踪并杀死一只啮齿类动物,这对于根除一种物种极为重要。“结果证明了你在岛上释放的只老鼠有多难捕捉,或者也可以说你要摆脱一只被释放的老鼠有多难。”现在奥克兰大学工作的Russell说。

Razza的逃跑后来成为《自然》杂志一篇论文以及一本畅销儿童读物的主题。十多年来,Russell已经完成了许多成功清除入侵动物的项目,如今他正肩负着一个更大的挑战。他正在协调去年7月政府宣布的一个项目的研究和进展,该项目计划到2050年清除新西兰所有的入侵性脊椎动物,如大鼠、刷尾负鼠、白鼬等,以保护该国数量稀少的地方性物种。

这一计划并不像听起来那样不靠谱,先进保护策略咨询公司主任Josh Donlan说,该公司曾在欧洲、南美和美国设计入侵物种清除计划。在全世界,已经有1000多个岛屿通过“大型根除”方式清除了入侵物种。新西兰作为该领域带头专家的故乡,已经实施了其中200多项工程。Donlan说,主要是要有足够的金钱、时间和政府意愿,这样清除整个国家的入侵物种才有可能。

任务的规模代表了巨大的飞跃。到目前为止所清除的岛屿是澳大利亚的麦夸里岛,面积约为128平方公里。新西兰的整个面积约为26万平方公里,而该国的城市和城镇则使清除工作更加复杂化,因为那里为这些动物提供了无数的藏身之所。

这正是Russell及其同事接手的原因。他们正打算开始一项大型研究项目,来研究一些重要的技术,如新的诱饵、针对性的毒药以及扰乱这些动物生殖的基因修饰。为了获得成功,该项目将需要公众和政府支持,还需要资金。

没有希望的希望

新西兰是入侵性物种灾难的典型代表。数千年来,该岛上仅有小蜥蜴和不会飞翔的鸟儿,比如标志性的无翼鸟几维。自从750多年前包括人类在内的陆地哺乳动物首次到达该岛后,当地脊椎动物物种数量已经消失了近一半,这一时期内至少有51个物种消失。而在18世纪末期欧洲人到达该岛之后,物种流失速率进一步加剧。

有害哺乳动物正在大幅消耗新西兰的经济。每年政府会在动物害虫控制项目上花费约7000万新西兰元,且入侵性捕食动物每年导致的产量损失可达33亿新西兰元。其中大部分损失来自于农业,政府官员也担心它会损害该国未遭到破坏的自然美景。“去年,旅游业超过农业成为我们的财政收入来源。”该国环境保护部部长Maggie Barry说,“我们的环境是吸引人到这里来的原因。”

环境和经济之间的争论有时仍会存在,很多人相信物理学家Paul Callaghan会带领公众回到清除入侵性动物的计划上来。Callaghan 是一位有名的科学家,在新西兰可谓家喻户晓,他曾写作畅销书并在电视节目中谈论科学和创新。在2012年的一次公开演讲中,他鼓励新西兰人挽救该国本土动物,消灭入侵有害动物。“这或许有些疯狂和野心勃勃,但我认为它值得一试。”他说。这是他的一次演说,数月后他死于癌症。

但Callaghan的呼吁已经吸引了公众的注意,使他们加入到轰轰烈烈的保护本地鸟类和动物的项目中来。

许多清除新西兰岛入侵物种的技术得到了发展。杀灭大鼠和其他入侵物种的标准方法是在诱饵站投放毒药——通常是氯乙酸钠(俗称1080)或是抗凝剂溴鼠灵,此外还有通过直升机在地面上散布农药。那些逃过化学药物攻击的入侵动物会进入陷阱或被击毙,在短短几周内所有的入侵者就会消失,奥克兰大学生态学家Richard Griffiths说。多数时间花费在准备过程中。“基本上,你仅有一次机会纠正。”他说,主要是因为其成本非常高昂。“所以90%的工作是计划和后勤。”

新技术登场

处理新西兰的入侵物种并不只是扩大规模。“我们很擅长剿灭这些动物。”Barry说,“但我们还需要依赖科学突破完成任务。”Griffiths看到的首批创新是新诱饵、毒药和陷阱以及侦查入侵者的工具。“那些仅瞄准大鼠或小鼠的技术就非常好。”Griffiths说。对于负鼠来说,Russell和同事计划对该物种进行基因测序,以期找到专门针对有袋生物的专用技术。

在保护圈内为激动人心的想法是遗传生物控制,它可以通过导入有害的特征抑制入侵者。强大的基因工具CRISPR-Cas9可被用于扰乱对生存或繁殖至关重要的一个基因,或是让动物对某种药物更加敏感,进而容易患病。然后,利用这种基因驱动技术,科学家可以插入那个基因使其在该物种间传播。“它可以在10代左右在一个群体内从1%扩展到100%。”美国加州大学圣迭戈分校遗传学家Ethan Bier说,他在利用基因驱动对蚊虫进行基因,使其可以抵抗疟原虫。

到目前为止,基因驱动仅用于实验室,并且大多数情况下是昆虫,并没有证据表明它们不适宜被用于野外的负鼠或老鼠。Bier表示,一旦你开始导入有害的特征,就是在改变自然进化,而自然进化通常会消除有问题的基因突变。此外还存在颠倒性侵略的风险。

Russell项目中研发的另一种遗传技术可以避免其中一些难题。特洛伊雌性技术靶向线粒体——细胞内的微小发电厂。

丧钟为入侵动物而鸣

线粒体DNA的突变会严重破坏精子游动的能力。因为这些突变仅会影响雄性的健康,同时线粒体仅会通过雌性传代,这些特征可以在自然选择中延续下来。

当然,在谈及哺乳动物时,释放数千只特洛伊雌性大鼠可能会产生事与愿违的结果:那些大鼠对生态系统的威胁与你想要清除的对象一样大。所以,丹尼丁市为政府研究机构“土地保护研究”工作的生态学家Daniel Tompkins更多地将它看作致命一击——在有害动物被传统技术削弱后阻止其数量重新恢复的一种方法。

后院之战

所有这些技术距离大规模应用仍需要若干年,而且没有哪种技术是高招,Russell警告说,他认为其答案是在相当长的时期内混合使用各种方法。“在森林中成本廉、恰当的方法可能并不是个人后院中适合的方法。”他说。

能否到达人们的后院关乎项目的成败,Donlan说。扫除工作要接近100%的目标,就意味着它需要得到几乎所有相关者的支持。如果有任何大规模群体拒绝该项目,那么将会留下未被清除的地方,从而为入侵动物提供庇护所。“根除工作要么胜利要么失败的特征使得社会问题变得非常重要且极具挑战性。”Donlan说,“支持方需要比绝大多数人更多。”

Russell表示,这也正是新西兰比较幸运的地方。该国已经有数千个志愿者团队在花费业余时间布置及检查陷阱。然而,该项目的一些方面仍会考验公众支持程度。例如,蚊虫生物技术控制在佛罗里达和巴西就遭到一些居民的强烈反对。

还有资金的问题。政府和慈善组织到2050年的截止日期将捐助约30亿新西兰元,距离Russell预计的90亿新西兰元仍有相当大的落差。但政府希望进一步的科学突破能够把成本降下来。

Russell坚信技术突破一定会到来。在某种程度上,对大鼠Razza的研究经历给了他希望。尽管大鼠终可能是以低技术方式得到控制,因为企鹅尸体似乎是一种难以拒绝的诱饵,然而这场狩猎依然迫使Russell团队精炼正在使用的技术。例如生物安全犬类能够捕捉单个的逃离者,对粪便进行基因测序能够确定剩余物种的数量。

。(晋楠编译)

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