The green menace: non-native green seaweed detected in Western Antarctica using molecular tools
通过结合标本 DNA 条形码技术与环境 DNA 元条形码技术，本研究建立了西南极洲绿藻的分子基线，在揭示一个潜在特有石莼属（*Ulva*）谱系的同时，也检测到了通过航运和漂流传播的全球性非本土谱系，从而凸显了该地区对生物入侵日益增长的脆弱性。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
海洋并非静止的背景，而是生命穿梭其中的动态高速公路，生命有时借助人类船只旅行，有时则通过搭乘漂浮的碎片进行移动。几十年来，科学家们一直担心“入侵物种”——即那些乘机前往新地方、与当地物种竞争并破坏生态系统的植物和动物。这在温带和热带海域是一个主要问题，但南极洲冰封的海水长期以来一直被视为一座堡垒，受制于大多数外来生命无法生存的严寒。然而，随着气候变暖，那道冰冷的屏障正在变薄。西南极半岛是地球上变暖最快的地区之一，曾经阻挡外来者的冰层正在退缩。这引发了一个关键问题：生长迅速且适应能力强的非本土海藻，是否正开始通过缝隙溜进南极并扎根？为了回答这个问题，研究人员必须首先准确了解那里已经存在着什么。长期以来，识别南极海藻就像是在雾气弥漫的镜子中辨认一个人；科学家依靠植物的形状和颜色，但许多植物看起来如此相似，以至于很容易将本地物种误认为外来物种。如果没有清晰的遗传图谱，就无法分辨岩石上的一个绿色斑块是本地居民还是不速之客。
一支科学家团队致力于通过结合两种强大的工具来拨开这层迷雾：一是通过显微镜观察实际的海藻标本，二是读取留在水体和漂浮物体中的遗传“指纹”。他们将重点放在绿藻类上，这类植物以具有机会主义的入侵者而闻名，研究区域位于西南极半岛及其附近的亚南极岛屿周围的海域。他们并没有仅仅根据植物的外观进行猜测，而是从海藻以及从旅游船只、研究站和漂浮碎片附近采集的水样中提取了 DNA。这使他们能够看到区分南极本土植物与来自温暖水域的全球旅行者之间的隐形遗传差异。其目标是建立一个可靠的遗传库，记录属于南极的东西，并扫描环境以寻找任何可能试图在此扎根的新到访者的迹象。
研究人员从冰冷的南极半岛海域以及像智利、新西兰和福克兰群岛这样较温暖的地区收集了数百份样本。他们收集了成年海藻标本以创建 DNA 参考库，还对漂浮的塑料、漂流的海藻和船体进行了采样。他们甚至过滤了数升海水，以捕捉附近生物脱落的微观遗传物质。通过将这些样本的 DNA 与全球数据库进行对比，他们可以精确识别出存在的物种。结果揭示了一个关于隔离与入侵的惊人故事。在南极海域，他们发现了一种独特的绿色海藻谱系，它似乎是该地区特有的。他们将这一类群命名为 Ulva sp. "Antarctica"（南极洲种 Ulva）。这种植物在遗传上与在亚南极或温带发现的任何海藻都不同，表明它是一个在隔离状态下进化而成的真正的本土物种。这一发现反驳了以往声称常见的广泛分布海藻 Ulva intestinalis 存在于南极的记录；研究人员发现，此前被认为是该常见物种的东西，实际上是这种独特的南极本土物种。
然而，故事并未就此结束。对海水和漂浮物体的遗传扫描讲述了另一个故事，揭示了南极海域并不像想象中那样缺乏外来访客。研究人员检测到了几种已知生活在北半球和其他地方的绿藻 DNA。其中包括像 Ulva maeotica 和 Ulva shanxiensis 这样分别起源于黑海和中国的物种。这些外来 DNA 痕迹出现在船体、漂浮塑料，甚至是在随电流漂流的本土海藻上。这表明，繁殖体——即能够开启新生命的微小繁殖细胞或海藻碎片——正通过航运和自然漂流抵达南极。虽然研究人员尚未发现这些外来物种已在海底形成大规模、稳定的种群的证据，但它们在水中的存在表明，它们抵达的频率正在增加。研究还发现，一些本土南极海藻，特别是独特的 Ulva sp. "Antarctica"，出现在了亚南极海域的一艘船只船体上，这表明物种的移动可能是双向进行的，南极本土物种也有向北旅行的可能性。
这项研究描绘了一个处于转型期的地区景象。冷水仍然起着过滤器的作用，阻止了大多数这些外来抵达者在冬季存活并成为永久居民。“入侵连续体”（即一个物种从稀有抵达到成为永久居民的过程）对于大多数这些绿藻来说，似乎仍停留在早期阶段。它们正在抵达，但尚未接管这里。然而，这些外来 DNA 信号的存在是一个警告。随着气候持续变暖，目前控制这些物种的温度屏障可能会减弱。研究人员发现，一些两极分布物种（即同时生活在北极和南极的植物）已经在该地区稳固扎根，这表明大门正在敞开。独特南极本土物种 Ulva sp. "Antarctica" 的发现是一个至关重要的基准；它证明了该地区拥有需要保护的独特生物多样性。同时，对外国遗传物质的检测表明，南极不再与世界其他海洋隔离。研究结论指出，虽然大规模入侵尚未发生，但非本土绿藻的抵达已成现实。问题不再是它们是否会到来，而是变暖的气候还需要多久才能允许它们定居并改变南极的生态系统。
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