纽约的斑衣蜡蝉，它在当地是入侵物种。图片来源：Rhododendrites/wikipedia
来源 | Live Science
撰文 | Rupendra Brahambhatt
翻译 | 王昱
城市或许成了这种入侵昆虫的演化孵化器，使其在扩散过程中不断完成“微调”，变得更适应生存。
斑衣蜡蝉在美国各地扩散的速度快得惊人，如今我们终于知道了其中一个原因：城市生活似乎帮助它们演化出了更强的抗压能力。
纽约大学（New York University）生物学家、论文第一作者孟芳（音译，Fallon “Fang” Meng）在接受Live Science采访时说：“城市可能充当了演化孵化器，帮助入侵物种更好地应对高温、杀虫剂等压力，进而更容易适应新的环境。”
斑衣蜡蝉（Lycorma delicatula）会用细长的口器吸食植物汁液。这种昆虫原产于中国，后来扩散到韩国、日本以及美国。2014年，它首次在宾夕法尼亚州（Pennsylvania）被发现，如今已出现在美国东部19个州。
它最偏爱的寄主植物是臭椿（Ailanthus altissima），后者本身在美国也是一种入侵物种。不过，斑衣蜡蝉能取食的植物范围很广，其中包括葡萄藤、啤酒花、枫树、果树和硬木树种等多种具有经济价值的植物。
斑衣蜡蝉会削弱植物。它们在取食时还会排出一种黏稠、高糖的液体，促使煤污病滋生。更麻烦的是，蜜蜂有时会放弃采花，转而采食这些含糖排泄物，尽管这种蜂蜜依然可以安全食用，但也会让蜂蜜带上一股烟熏般的气味和持久的余味。
这些因素叠加起来，可能造成巨大的经济损失。例如，2019年的一项研究估计，仅在宾夕法尼亚州，如果不加控制，这种昆虫每年造成的损失就可能高达3.24亿美元。
斑衣蜡蝉的遗传学
为了更好地理解斑衣蜡蝉为何能如此顺利地适应美国环境，研究人员对采自中国上海城乡地区，以及美国纽约市、康涅狄格州和新泽西州的斑衣蜡蝉进行了基因组测序。这项研究于2月4日发表在《英国皇家学会学报 B 辑：生物科学》（Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences）上。
研究人员在中国的斑衣蜡蝉种群中发现，城市种群与乡村种群之间存在明显的遗传差异。孟说：“尽管它们相距只有30千米，但种群分化却非常明显。”
孟补充说，这很可能是因为，虽然斑衣蜡蝉能飞，但它们必须持续取食，因此通常不会离赖以生存的寄主树太远。这样一来，不同种群就很容易彼此隔离。
这种分离意味着，上海城市中的斑衣蜡蝉演化出了乡村种群不具备的抗压遗传特征，使它们能够适应更炎热的城市环境，同时增强对毒素和杀虫剂的解毒与代谢能力。
中国上海的斑衣蜡蝉（Lycorma delicatula），它们入侵到美国后多变为灰色的。图片来源：Fallon Meng/NYU
不过在美国，不同地点的斑衣蜡蝉在遗传上却相当相似，尽管其中一些采样地点彼此相距达200千米。研究指出，那些原本为了适应城市生活而演化出来的基因，在美国种群中又得到了进一步调整。
研究人员利用基因组数据，结合用于重建近期种群历史的群体统计模型分析后发现，斑衣蜡蝉经历过3次遗传瓶颈，也就是新种群由数量有限的昆虫建立起来的时期。第一次发生在170多年前，当时上海经历了快速城市化；第二次与2004年斑衣蜡蝉从中国扩散到韩国的时间吻合；第三次则出现在2014年，也就是这种昆虫抵达宾夕法尼亚州的时候，它们很可能是搭乘海外运来的货物“偷渡”过去的。
孟说，对中国城市环境的适应，或许让斑衣蜡蝉提前具备了耐受其他高温、污染环境的能力。“我们应该把入侵物种和城市化视为同一整体中彼此关联的两个部分。人们太常把这两个重要议题割裂开来，但实际上，它们的影响可能会以协同而出人意料的方式叠加。”
美国特拉华大学（University of Delaware）生态学家扎克·拉丁（Zach Ladin）并未参与这项研究，但他表示，更强的毒素耐受能力或许正在帮助斑衣蜡蝉在美国扩散。
他对Live Science说，许多城市里较高密度的臭椿为斑衣蜡蝉提供了立足点，“但研究中发现的那些与抵御有毒化学暴露相关的基因，也确实可能帮助它们转换寄主，进而利用其他植物。”
拉丁还补充说，这些新的遗传信息或许能帮助人们减缓或遏制斑衣蜡蝉的扩散。“从化学防治的角度看，我们现在已经找到了一些可以瞄准的基因，这一点可能很重要，因为它能帮助我们避免只是单纯地推动它们对某些化学药剂产生抗性。”
原文链接：https://www.livescience.com/animals/insects/spotted-lanternflies-are-invading-the-us-they-may-have-gotten-their-evolutionary-superpowers-in-chinas-cities