第七章生物入侵与生物安全 第一节生物入侵 基本概念 1.本地种( native species, indigenous species) 指在其过去或现在的自然分布区域和扩散潜力范围内(即物种自然分布,或无直接间接引入或不需 要人类干预能够存活繁衍的范围)的物种、亚种或更低级的分类群, 外来种( alien/non- native/non- indigenous/ foreign/ exotic species): 指出现在其过去或现在的自然分布范围以外(即在原分布范围以外自然定殖的、或没有直接或间接 引进、或没有人类活动就不能定殖)的物种、亚种或更低级的分类群,包括能够存活下来并繁殖的任何 部分、配子或繁殖体。 外来种的类型 ·有益:如玉米、小麦、大麦、马铃薯、辣椒、番茄、棉花、花生、番薯。又称引进种。 中性:在一定的条件下维持相对稳定。如广玉兰、桉树属植物等。 ·有害:外来有害种,入侵种 3.外来入侵种( alien invasive species) 指在自然、半自然生态系统或生境中定居下来的,对本地生物多样性产生影响并构成威胁的外来种。 如喜旱莲子草、凤眼莲、微甘菊、松材线虫、美洲斑潜蝇、紫茎泽兰等。 外来种成为入侵种的概率约为1/1000 本地种、外来种及外来入侵种三者之间的界限并不是显而易见的,如外来种在侵入1000年后就很 难从本地种中区分开来,有相当的物种难以判定是本地种还是外来种。 目前我们所定义的外来种中潜伏着一些未来的入侵种,这也常常是外来种管理上的疏漏之处,因为 人们通常只注重那些已经产生危害的入侵种,而忽视了即将出现的入侵种。 如:巴西胡椒( Brazil pepper)许多年来被人们栽种于院落作为观赏树种,上个世纪40年代末50 年代初突然爆发,至今人们还无法解释其泛滥成灾的真正原因。 4.生物入侵 当外来种进入一个新的地区并能存活、繁殖,形成野化种群( feral population),其种群的进一步 扩散已经或即将造成明显的生态和经济后果,这一事件称生物入侵( biological invasion) 、生物入侵的模式与机制 (一)、生物入侵的模式 生物入侵在生态学和进化生物学中有得要意义。入侵种的现存优势、潜在危害、发生机制、不确 定性风险等都是要认真考虑和评估的课题,其中入侵模式尤为重要。生物入侵模式大致可分为以下6
第七章 生物入侵与生物安全 第一节 生物入侵 一、 基本概念 1. 本地种(native species，indigenous species): 指在其过去或现在的自然分布区域和扩散潜力范围内（即物种自然分布，或无直接间接引入或不需 要人类干预能够存活繁衍的范围）的物种、亚种或更低级的分类群。 2. 外来种（alien/non-native/non-indigenous /foreign /exotic species）： 指出现在其过去或现在的自然分布范围以外（即在原分布范围以外自然定殖的、或没有直接或间接 引进、或没有人类活动就不能定殖）的物种、亚种或更低级的分类群，包括能够存活下来并繁殖的任何 部分、配子或繁殖体。 外来种的类型： •有益：如玉米、小麦、大麦、马铃薯、辣椒、番茄、棉花、花生、番薯。又称引进种。 •中性：在一定的条件下维持相对稳定。如广玉兰、桉树属植物等。 •有害：外来有害种，入侵种。 3. 外来入侵种（alien invasive species）： 指在自然、半自然生态系统或生境中定居下来的，对本地生物多样性产生影响并构成威胁的外来种。 如喜旱莲子草、凤眼莲、微甘菊、松材线虫、美洲斑潜蝇、紫茎泽兰等。 •外来种成为入侵种的概率约为 1/1000。 •本地种、外来种及外来入侵种三者之间的界限并不是显而易见的，如外来种在侵入 1000 年后就很 难从本地种中区分开来，有相当的物种难以判定是本地种还是外来种。 目前我们所定义的外来种中潜伏着一些未来的入侵种，这也常常是外来种管理上的疏漏之处，因为 人们通常只注重那些已经产生危害的入侵种，而忽视了即将出现的入侵种。 如：巴西胡椒(Brazil pepper) 许多年来被人们栽种于院落作为观赏树种，上个世纪 40 年代末 50 年代初突然爆发，至今人们还无法解释其泛滥成灾的真正原因。 4. 生物入侵 当外来种进入一个新的地区并能存活、繁殖，形成野化种群(feral population)，其种群的进一步 扩散已经或即将造成明显的生态和经济后果，这一事件称生物入侵(biological invasion)。 二、生物入侵的模式与机制 （一）、生物入侵的模式 生物入侵在生态学和进化生物学中有得要意义。入侵种的现存优势、潜在危害、发生机制、不确 定性风险等都是要认真考虑和评估的课题，其中入侵模式尤为重要。生物入侵模式大致可分为以下 6 类
(1)自然入侵:完全没有人为影响的自然分布区域的扩展。这在现代史上极其罕见,如环颈鸽 ( collard dove)的入侵。 (2)人类辅助入侵:在人类改变了的环境中自然传播并扩张其分布区域。事例不多,如鹭鸶( egret) 的入侵 (3)屏障去除后的入侵:由于人类去除天然屏障后,生物体能自然穿越而引起分布扩展。这是淡 水生物入侵的常见模式,如七鳃鳗( sea lamprey)的入侵 (4)人类运输引起的意外入侵:依赖于人类运输,生物体入侵后能适应新的环境。促进意外运输 的因子有:小型或隐性生殖体(如浮游生物的幼体、植物的种子):有利于传输的进化学和适应(如老 鼠、吉卜赛飞蛾):与栽培养殖物种相似(如杂草种子、鲤科小鱼):与其他物种共生(如栗树锈病, chestnut blight);船舶的压舱水(如斑马胎贝入侵北美海域及河流湖泊);货物运输中无意夹带的入侵种(如亚 洲虎蚊随汽车轮胎进入美国,通过哺乳动物和鸟类身上的吸血而传播登革热和其他病毒)。 (5)从动植物园或养殖场逃逸出去的入侵物种:依赖于人类的运输。生物体对新环境有至少是中 等程度的适应能力才可望定居,然后经过一定时间的逐渐适应性扩张后成为入侵种(如葛藤 (6)有意引入:在大量有意引入的物种中有:狩猎或渔业种(如驯鹿、各种鱼类):林业种(如杨 树、桉树、松树等);牧业种(如早熟禾、各种牧草、各种牲畜);渔业促进种(如糖虾):驯化种(如 欧掠鸟、舵鸟等);生物控制种(如微型黄蜂)。 这6种入侵模式中绝大部分的生物入侵事件都是人类活动直接或间接造成的。生物入侵可以认为是 人类活动所引起的全球变化之一,在全球化中有着特殊的地位与作用 (二)生物入侵的机制 外来物种进入新的生态系统,最后能否成为入侵种有两个因素在起作用:一是进入新环境的外来物 种的自身特点;二是该环境是否可被这个物种入侵 1.外来种的生物学特性 (1).传播能力强(关键)(如美国白蛾,薇甘菊,紫茎泽兰,凤眼莲,水盾草 (2).对环境的适应性强(谷斑皮蠹) (3).生命力强(如马铃薯金线虫) 2.入侵种与本地种的相互作用 缺乏天敌的控制。但不完全是如此。如喜旱莲子草。 种间抑制。有时是导致入侵成功的主要因素 外来种与本地种间的竞争。外来种在新生境中的竞争能力往往强于生态位相似的本地种,通过 排挤后者获得成功。如火蚁 外来种的协同入侵。如携带病原体或寄生虫的外来种 ·杂交促进入侵。外来种与本地种杂交产生的后代可能兼具双亲的有利性状,还能产生双亲不具 备的新特征,使其能生活于双亲不能生存的生境中。同时,杂交种往往具有较高的遗传多样性,摆脱双 亲有害基因的影响,有利于其生存
（1）自然入侵：完全没有人为影响的自然分布区域的扩展。这在现代史上极其罕见，如环颈鸽 （collard dove）的入侵。 （2）人类辅助入侵：在人类改变了的环境中自然传播并扩张其分布区域。事例不多，如鹭鸶（egret） 的入侵。 （3）屏障去除后的入侵：由于人类去除天然屏障后，生物体能自然穿越而引起分布扩展。这是淡 水生物入侵的常见模式，如七鳃鳗（sea lamprey）的入侵。 （4）人类运输引起的意外入侵：依赖于人类运输，生物体入侵后能适应新的环境。促进意外运输 的因子有：小型或隐性生殖体（如浮游生物的幼体、植物的种子）；有利于传输的进化学和适应（如老 鼠、吉卜赛飞蛾）；与栽培养殖物种相似（如杂草种子、鲤科小鱼）；与其他物种共生（如栗树锈病，chestnut blight）；船舶的压舱水（如斑马胎贝入侵北美海域及河流湖泊）；货物运输中无意夹带的入侵种（如亚 洲虎蚊随汽车轮胎进入美国，通过哺乳动物和鸟类身上的吸血而传播登革热和其他病毒）。 （5）从动植物园或养殖场逃逸出去的入侵物种：依赖于人类的运输。生物体对新环境有至少是中 等程度的适应能力才可望定居，然后经过一定时间的逐渐适应性扩张后成为入侵种（如葛藤）。 （6）有意引入：在大量有意引入的物种中有：狩猎或渔业种（如驯鹿、各种鱼类）；林业种（如杨 树、桉树、松树等）；牧业种（如早熟禾、各种牧草、各种牲畜）；渔业促进种（如糖虾）；驯化种（如 欧掠鸟、舵鸟等）；生物控制种（如微型黄蜂）。 这 6 种入侵模式中绝大部分的生物入侵事件都是人类活动直接或间接造成的。生物入侵可以认为是 人类活动所引起的全球变化之一，在全球化中有着特殊的地位与作用。 （二）生物入侵的机制 外来物种进入新的生态系统，最后能否成为入侵种有两个因素在起作用：一是进入新环境的外来物 种的自身特点；二是该环境是否可被这个物种入侵。 1. 外来种的生物学特性 (1).传播能力强(关键) (如美国白蛾，薇甘菊，紫茎泽兰，凤眼莲 ，水盾草) (2).对环境的适应性强（谷斑皮蠹） (3).生命力强（如马铃薯金线虫） 2. 入侵种与本地种的相互作用 •缺乏天敌的控制。但不完全是如此。如喜旱莲子草。 •种间抑制。有时是导致入侵成功的主要因素。 •外来种与本地种间的竞争。外来种在新生境中的竞争能力往往强于生态位相似的本地种，通过 排挤后者获得成功。如火蚁。 •外来种的协同入侵。如携带病原体或寄生虫的外来种。 •杂交促进入侵。外来种与本地种杂交产生的后代可能兼具双亲的有利性状，还能产生双亲不具 备的新特征，使其能生活于双亲不能生存的生境中。同时，杂交种往往具有较高的遗传多样性，摆脱双 亲有害基因的影响，有利于其生存
3.群落的可侵入性( invasibility) 生物多样性有时对抵抗外来种入侵起着关键性的作用。物种组成较丰富的群落比组成简单的群落对 生物入侵的抵抗力强 另外一种观点:多样性高的群落因其生境条件较好,反而以利于外来种入侵 群落的可侵入性一些结论 岛屿比大陆易受入侵 结构简单的群落比结构复杂的群落易受入侵 新世界( New World)比旧世界( old World)更易入侵 ·温带生态系统比热带生态系统易受入侵: 热带岛屿比欧洲和北美的岛屿易受入侵 ·某一区域中参观者人数的增加会导致外来种数量的增加 关于群落可入侵性的一些假说: 群落物种丰富度假说:物种丰富的群落不能给外来种提供足够生态位,所以可以抵御外来种的入侵 空缺生态位假说:本地种缺乏,对外来种没有足够的生物抵抗 天地逃避假说:当植物种类传入一个新的地区后,食草动物和其他天敌的调节减弱,导致外来种分 布范围和丰度的急剧增加 迁移前后干扰假说:如果本地种不能适应某个干扰,而外来种适应的话,干扰就导致入侵 植物群落资源波动假说:当植物群落中未被利用的资源增加时易受外来种入侵 群落生态学( community ecology)假说:把“生态位机遇”作为群落可入侵性的着手点;三种因素影 响着外来种的生长速率:资源、天敌、物理环境。他们均有随时空变化的特性,物种对这三种因素及其 时空变化的反应决定着其入侵能力。成功的入侵者正是利用各种机遇的胜者,它在群落中缺乏专性甚至 兼性的天敌,波动的资源正好被他利用,本地的竞争者对资源的利用不如它、且兼性天敌对他的控制力 很强使其无法与入侵者竞争,物理环境也对其有利。 4.生境变化 一般认为栖息地受到干扰有利于生物入侵的发生( Deferrari& Naiman,1994),近年来已有实验证据 表明干扰越强烈,入侵越易发生( Duggin& Gentle,1998)。干扰可分为自然干扰与人为干扰,都能在群落 中形成空的生态位,降低了这些区域的土著生物群落对入侵的抵抗力,使外来种易于进入定居。人为干扰 如修建道路、城市化、垦荒、放牧等( Kitayama& Muellerdombois,1995)对土著群落的破坏大而且很大 程度上改变了小环境,同时还促进了外来种的传播,对入侵的促进作用一般很大。但食草类野生动物的取 食、山火等自然干扰对入侵造成的影响也不容忽视( Holmgrenetal.,2000)。 近年来的研究表明干扰对入侵的关系是复杂的。首先,干扰的作用是多方面的,过强的干扰会降低群 落生物多样性(陈利顶,傅伯杰,2000而促进入侵,适当的干扰则产生相反的效果。其次,在某些缺乏干扰 的情况下,土著群落的一些种会爆发,从而使群落的生物多样性降低,减弱对入侵的抵抗力 ( Costelloetal.,2000)。另外,干扰对入侵不是必需的,许多入侵过程就是在没有自然或人为干扰的情况
3.群落的可侵入性(invasibility) 生物多样性有时对抵抗外来种入侵起着关键性的作用。物种组成较丰富的群落比组成简单的群落对 生物入侵的抵抗力强 另外一种观点：多样性高的群落因其生境条件较好，反而以利于外来种入侵。 群落的可侵入性一些结论: •岛屿比大陆易受入侵； •结构简单的群落比结构复杂的群落易受入侵； •新世界（New World）比旧世界（Old World）更易入侵； •温带生态系统比热带生态系统易受入侵； •热带岛屿比欧洲和北美的岛屿易受入侵； •某一区域中参观者人数的增加会导致外来种数量的增加。 关于群落可入侵性的一些假说： 群落物种丰富度假说:物种丰富的群落不能给外来种提供足够生态位，所以可以抵御外来种的入侵。 空缺生态位假说：本地种缺乏，对外来种没有足够的生物抵抗。 天地逃避假说:当植物种类传入一个新的地区后，食草动物和其他天敌的调节减弱，导致外来种分 布范围和丰度的急剧增加。 迁移前后干扰假说:如果本地种不能适应某个干扰，而外来种适应的话，干扰就导致入侵。 植物群落资源波动假说:当植物群落中未被利用的资源增加时易受外来种入侵。 群落生态学（community ecology）假说：把“生态位机遇”作为群落可入侵性的着手点；三种因素影 响着外来种的生长速率：资源、天敌、物理环境。他们均有随时空变化的特性，物种对这三种因素及其 时空变化的反应决定着其入侵能力。成功的入侵者正是利用各种机遇的胜者，它在群落中缺乏专性甚至 兼性的天敌，波动的资源正好被他利用，本地的竞争者对资源的利用不如它、且兼性天敌对他的控制力 很强使其无法与入侵者竞争，物理环境也对其有利。 4． 生境变化 一般认为栖息地受到干扰有利于生物入侵的发生(DeFerrari&Naiman,1994)，近年来已有实验证据 表明干扰越强烈,入侵越易发生(Duggin & Gentle,1998)。干扰可分为自然干扰与人为干扰,都能在群落 中形成空的生态位,降低了这些区域的土著生物群落对入侵的抵抗力,使外来种易于进入定居。人为干扰 如修建道路、城市化、垦荒、放牧等(Kitayama & Muellerdombois,1995)对土著群落的破坏大而且很大 程度上改变了小环境,同时还促进了外来种的传播,对入侵的促进作用一般很大。但食草类野生动物的取 食、山火等自然干扰对入侵造成的影响也不容忽视(Holmgrenetal.,2000)。 近年来的研究表明干扰对入侵的关系是复杂的。首先,干扰的作用是多方面的,过强的干扰会降低群 落生物多样性(陈利顶,傅伯杰,2000)而促进入侵,适当的干扰则产生相反的效果。其次,在某些缺乏干扰 的情况下,土著群 落的一些种 会爆发,从 而使群落的生 物多样性降 低,减弱对 入侵的抵抗力 (Costelloetal.,2000)。另外,干扰对入侵不是必需的,许多入侵过程就是在没有自然或人为干扰的情况
下发生的ω wyeretal.,2000; Jessonetal.,2000; Brothers& Springarn,1992)。最后,入侵可能使群落结 构发生改变,这种改变反过来又会影响群落受干扰的难易程度 全球变化也促进了生物入侵的发生( Dukes& Mooney,1999)。从整个生物圈的角度看,全球变化会 使气候带范围发生改变,这必然会改变物种与资源的分布区域,结果促进入侵。近来的一些研究具体地说 明了全球变化是如何促进生物入侵过程的。例如,大气中CO2浓度的增加会延缓草原群落演替的过程,这 样就为外来种进入群落提供了更多机会( Vasseur& Potvin,1998);氮化合物的增加使外来种能侵入一 些原本土壤较贫瘠的地区,而生长缓慢的土著种则在竞争中处于不利地位;气候变暖使原产热带的外来 种分布范围增大,喜暖的C植物可能取代C植物( Patterson,1995; Smithetal.,2000)千旱与半干旱地 区降水量的增加使得外来种能够侵入这些地区( Hobbs& Mooney,1991)。全球变化促进了生物入侵,反过来 生物λ侵在全球范围内影响了生物群落的结枃与功能,继而反馈性地影响全球环境,因而全球变化对生 物入侵的促进会对地球环境产生长远的影响( Dukes& Mooney,1999)。 三、生物入侵的危害 生物人侵所带来的经济损失是巨大的。1999年美国前总统克林顿在签发总统令时提到(Cion1999) 按照一些专家的估计,生物入侵每年对美国造成的损失高达1230亿美元。在我国,仅粗略统计,几种主 要入侵种每年所造成的损失即高达574亿元,入侵种造成的总体损失可达到数千亿元人民币(中国环境 与发展国际合作委员会生态安全课题组2002) 生物入侵对环境及生物多样性也是一个极其严重的威胁。专家们估计,在美国,入侵植物已侵染了1 亿acre(lacre=0.404686hm)以上(http://www.nps.gov)每年由于入侵植物而损失300万acre土地 是特拉华州面积的两倍。据分析,造成当地许多物种灭绝,从而使得生物多样性丧失的第一位的导因是生 境的被破坏和生境的破碎化。第二个最重要的因素,则是生物入侵( Wilcove et a.198)。它对生物多 样性、生态系统的稳定性,以及所有物种都赖以生存的自然界的平衡,造成了长期的威胁。正由于生物入 侵是在全球的尺度上发生,因而,它还有造成全球植物区系和动物区系均匀化的趋势 20世纪50年代,人们意识到了化学污染对环境的巨大影响及其对人类健康的巨大威胁。而从90年 代后,人们开始关注人类所面对的另一巨大威胁一一一生物入侵。与化学污染相比,入侵生物会增长、繁 殖、适应新的环境、扩散和暴发,生物入侵是一个比化学污染更具有威胁性的和长远效应的浪潮 四、外来种的控制 1.法规防治:控制外来种传播危害的最直接手段就是阻止其传入,即检疫( quarantine) 美国1912年第一部“植物检疫法”生效 中国1991年通过《中华人民共和国进出境动植物检疫法》 通过立法采取强制手段禁止危险性的外来种传入,是控制外来种的首要措施。 扑灭:有害外来种传入新区后,为彻底消灭这一外来种时所采取的行动,是一种紧急措施 3.传统生物防治:·至今已有百余年的历史。其突出特点是:对环境安全,经济合算,效果持久。 美国、加拿大、澳大利亚、南非主要采用此法 4.综合治理:农药的不合理使用带来3R问题,造成严重的恶果
下发生的(Dwyeretal.,2000;Jessonetal.,2000;Brothers&Springarn,1992)。最后,入侵可能使群落结 构发生改变,这种改变反过来又会影响群落受干扰的难易程度。 全球变化也促进了生物入侵的发生(Dukes & Mooney,1999)。从整个生物圈的角度看,全球变化会 使气候带范围发生改变,这必然会改变物种与资源的分布区域,结果促进入侵。近来的一些研究具体地说 明了全球变化是如何促进生物入侵过程的。例如,大气中 CO2 浓度的增加会延缓草原群落演替的过程,这 样就为外来种进入群落提供了更多机会(Vasseur & Potvin,1998)；氮化合物的增加使外来种能侵入一 些原本土壤较贫瘠的地区，而生长缓慢的土著种则在竞争中处于不利地位；气候变暖使原产热带的外来 种分布范围增大,喜暖的 C4 植物可能取代 C3 植物(Patterson,1995;Smithetal.,2000)；干旱与半干旱地 区降水量的增加使得外来种能够侵入这些地区(Hobbs&Mooney,1991)。全球变化促进了生物入侵,反过来 生物入侵在全球范围内影响了生物群落的结构与功能,继而反馈性地影响全球环境,因而全球变化对生 物入侵的促进会对地球环境产生长远的影响(Dukes&Mooney,1999)。 三、生物入侵的危害 生物人侵所带来的经济损失是巨大的。1999 年美国前总统克林顿在签发总统令时提到(Cimon 1999), 按照一些专家的估计,生物入侵每年对美国造成的损失高达 1230 亿美元。在我国，仅粗略统计，几种主 要入侵种每年所造成的损失即高达 574 亿元,入侵种造成的总体损失可达到数千亿元人民币(中国环境 与发展国际合作委员会生态安全课题组 2002)。 生物入侵对环境及生物多样性也是一个极其严重的威胁。专家们估计,在美国,入侵植物已侵染了 1 亿 acre(1acre=0.404686hm 2 )以上(http://www.nps.gov)。每年由于入侵植物而损失 300 万 acre 土地, 是特拉华州面积的两倍。据分析,造成当地许多物种灭绝,从而使得生物多样性丧失的第一位的导因是生 境的被破坏和生境的破碎化。第二个最重要的因素,则是生物入侵(Wilcove et al.1998)。它对生物多 样性、生态系统的稳定性,以及所有物种都赖以生存的自然界的平衡,造成了长期的威胁。正由于生物入 侵是在全球的尺度上发生,因而,它还有造成全球植物区系和动物区系均匀化的趋势。 20 世纪 50 年代,人们意识到了化学污染对环境的巨大影响及其对人类健康的巨大威胁。而从 90 年 代后,人们开始关注人类所面对的另一巨大威胁一一一生物入侵。与化学污染相比,入侵生物会增长、繁 殖、适应新的环境、扩散和暴发,生物入侵是一个比化学污染更具有威胁性的和长远效应的浪潮。 四、外来种的控制 1.法规防治：控制外来种传播危害的最直接手段就是阻止其传入，即检疫(quarantine)。 –美国 1912 年第一部“植物检疫法”生效； –中国 1991 年通过《中华人民共和国进出境动植物检疫法》 •通过立法采取强制手段禁止危险性的外来种传入，是控制外来种的首要措施。 2.扑灭：有害外来种传入新区后，为彻底消灭这一外来种时所采取的行动，是一种紧急措施。 3.传统生物防治 ： •至今已有百余年的历史。其突出特点是：对环境安全，经济合算，效果持久。 –美国、加拿大、澳大利亚、南非主要采用此法。 4.综合治理 ：农药的不合理使用带来 3R 问题，造成严重的恶果
过量地滥用农药破坏生物安全,污染生态系统,危及人类健康 ·有害生物综合治理(IPM)。是当前国际上普遍公认并广泛采用的有害生物治理策略 5.我国控制外来种案例:用红胸叶虫釉小蜂( Tetras tichus brontispae)控制椰子红胸叶虫( Brontispa l 六、生物入侵实例 由于无法跨越大环境的障碍进行扩散,许多物种的分布因此受到限制。北美的哺乳动物不能越过太 平洋到达夏威夷;加勒比海中的鱼类不能越过中美洲到达太平洋。海洋、沙漠、山脉和河流都限制了物 种的运动。但是通过世界范围内的交往与传播,人类已基本上改变了上述情况。世界上有越来越多的地 区受到了外来种的强烈影响。在夏威夷,人们发现大约有4600种外来植物,为该岛本地种总数的3倍 (St.John,1973)。马萨诸塞的淡水鱼类,有一半以上的种类是从别处引入的。无论是有意还是无意引入 的昆虫,均能建立起巨大的种群。这些外来昆虫对本地昆虫区系无疑有很大的影响,尽管大多数影响还未 弄清。这些外来昆虫通过与本地物种竞争有限的资源。引人动物还能杀死和吃掉本地种而使后者濒临灭 绝,或者改变生境导致许多本地种无法再承受生境的变化( Primack,1993) 外来种很有可能将一些病原微生物带入本地,当地的动 山羊被引入后 物、植物对它们几乎没有抗性,于是便引起病害流行。例如, 圣赫勒拿岛,是世界上最孤立的岛 在我国,绝大多数板栗对枯萎病有抗性,只有生长衰弱的树屿之一。1513年,山羊被引入到该岛 并很快成为半野生状态,布满了整个岛 本容易感染这种真菌性的病害而死亡。然而,在本世纪初期, 屿,它也为居民和定期航海的游人提供 当已感染此病的中国板栗树被引种到美国纽约市时板栗枯了食物的来源。然而不幸的是,300年 萎病便扩散传染给缺乏抗性的美国板栗树,在几十年内,美之后,当植物学家来到该岛上的时候 国境内几乎全部板栗树均因感染此病而死亡。 那里的植物格局己经被完全改变了。可 尽管如此,当时该岛仍然记录到46种 引入一定条件下也有获得成功的例子。 特有的植物,其中7中现在已经灭绝。 1.桉树引自澳大利亚,在海南岛和雷洲半岛的很多林场都|但我们永远也不知道的是,还有多少物 有种植,由于它大量吸收水分,对水土保持十分不利,造成种在这次记录之前就已经消失了。在许 土壤干燥,在一块土地上连续种植,使得土壤肥力愈来愈低 多其他的岛上,山羊也造成了类似的破 坏,因此,在生物多样性丧失的因素中, 甚至形成荒芜之地,使整个林场的生产发展陷入困境。 山羊的排名完全可能仅次于人类,是位 2.红耳龟俗称巴西龟或巴西彩龟,是宠物龟的一种。它的居第二位的肇事者。 头顶部两侧有2条红色粗条纹,因而得名红耳龟。巴西龟生 长速度快、高繁殖、易存活,对饵料的强占有率以及在生存空间中的占据优势的能力,一旦放生到野外, 大量掠夺其他生物的生存资源,会使同类物种的生存受到毁灭性打击。而当巴西龟等外来物种入侵后 即使停止继续引入,已传入的个体并不会自动消失,而会继续大肆繁殖和扩散,这时要控制或清除往往 十分困难 目前,巴西龟已经被世界自然保护联盟(IUCN)列为世界最危险的100个入侵种之一
•过量地滥用农药破坏生物安全，污染生态系统，危及人类健康。 •有害生物综合治理(IPM)。是当前国际上普遍公认并广泛采用的有害生物治理策略。 5.我国控制外来种案例：用红胸叶虫釉小蜂(Tetrastichus brontispae)控制椰子红胸叶虫 (Brontispa logissima)。 六、生物入侵实例 由于无法跨越大环境的障碍进行扩散,许多物种的分布因此受到限制。北美的哺乳动物不能越过太 平洋到达夏威夷;加勒比海中的鱼类不能越过中美洲到达太平洋。海洋、沙漠、山脉和河流都限制了物 种的运动。但是通过世界范围内的交往与传播,人类已基本上改变了上述情况。世界上有越来越多的地 区受到了外来种的强烈影响。在夏威夷,人们发现大约有 4600 种外来植物,为该岛本地种总数的 3 倍 (St.John,1973)。马萨诸塞的淡水鱼类,有一半以上的种类是从别处引入的。无论是有意还是无意引入 的昆虫,均能建立起巨大的种群。这些外来昆虫对本地昆虫区系无疑有很大的影响,尽管大多数影响还未 弄清。这些外来昆虫通过与本地物种竞争有限的资源。引人动物还能杀死和吃掉本地种而使后者濒临灭 绝,或者改变生境导致许多本地种无法再承受生境的变化(Primack,1993)。 外来种很有可能将一些病原微生物带入本地,当地的动 物、植物对它们几乎没有抗性,于是便引起病害流行。例如, 在我国,绝大多数板栗对枯萎病有抗性,只有生长衰弱的树 本容易感染这种真菌性的病害而死亡。然而,在本世纪初期, 当已感染此病的中国板栗树被引种到美国纽约市时,板栗枯 萎病便扩散传染给缺乏抗性的美国板栗树,在几十年内,美 国境内几乎全部板栗树均因感染此病而死亡。 引入一定条件下也有获得成功的例子。 1．桉树引自澳大利亚，在海南岛和雷洲半岛的很多林场都 有种植，由于它大量吸收水分，对水土保持十分不利，造成 土壤干燥，在一块土地上连续种植，使得土壤肥力愈来愈低， 甚至形成荒芜之地，使整个林场的生产发展陷入困境。 2．红耳龟俗称巴西龟或巴西彩龟，是宠物龟的一种。它的 头顶部两侧有 2 条红色粗条纹，因而得名红耳龟。巴西龟生 长速度快、高繁殖、易存活，对饵料的强占有率以及在生存空间中的占据优势的能力，—旦放生到野外， 大量掠夺其他生物的生存资源，会使同类物种的生存受到毁灭性打击。而当巴西龟等外来物种入侵后， 即使停止继续引入，已传入的个体并不会自动消失，而会继续大肆繁殖和扩散，这时要控制或清除往往 十分困难。 目前，巴西龟已经被世界自然保护联盟(IUCN)列为世界最危险的 100 个入侵种之一。 山羊被引入后…… 圣赫勒拿岛，是世界上最孤立的岛 屿之一。1513 年，山羊被引入到该岛， 并很快成为半野生状态，布满了整个岛 屿，它也为居民和定期航海的游人提供 了食物的来源。然而不幸的是，300 年 之后，当植物学家来到该岛上的时候， 那里的植物格局已经被完全改变了。可 尽管如此，当时该岛仍然记录到 46 种 特有的植物，其中 7 中现在已经灭绝。 但我们永远也不知道的是，还有多少物 种在这次记录之前就已经消失了。在许 多其他的岛上，山羊也造成了类似的破 坏，因此，在生物多样性丧失的因素中， 山羊的排名完全可能仅次于人类，是位 居第二位的肇事者
3.澳大利亚原本没有兔子,1859年,英国人托马斯·奥斯汀引进了24只兔子,为打猎而放养了13只 在这没有天敌的国度里,它们繁衍至今已有六亿多只后代,这些兔子常常把数万平方公里的植物啃吃精 光,导致其他种类野生动物面临饥饿的危机,许多野生植物也存在绝种 的可能 4.1884年,许多国家的客商来到美国新奥尔良市参加一个博览会时, 发现当地水域内生长着一种名叫凤眼莲(风信子)的植物,这种叶柄呈 葫芦状并开着一簇簇蓝紫色花朵的植物非常美丽,人们纷纷将其带回 自己的国家养殖,一百多年后凤眼莲已遍布全球的热带、亚热带、暖温 带。由于其繁殖力惊人,在世界各地许多水域都出现了凤眼莲覆盖大面 积水面的现象,造成堵塞河道、阻碍排灌、破坏水生生态系统等危害。 巴西鱼 5在1998年长江特大洪灾中,防汛人员在长江荆江大堤章化段巡堤查 险发现清水漏洞,开挖处理时在堤身挖岀大量螯虾;鄂州长江干堤燕矶段也发现十多起螯虾危害大堤的 情况,武汉市汉阳区汉江大堤上黄金口段的一处100平方米的池塘边就曾发现了37个虾洞,经及时用沙 石料填埋,才消除了隐患。 中国科学院水生生物研究所的专家前去考察后发现,虾洞是一种学名为”克氏原螯虾”的甲壳动物打 的洞穴,深度1米至5米,直径6厘米至12厘米,有垂直洞,也有水平洞,有时洞洞相连,在大堤背水面数 十米以内经常发现。这些虾洞往往与管涌形成有关,对堤防危害极大 克氏原螯虾,原产于北美洲,后被日本引进,本世纪30年代传入我国。由于螯虾的生存和繁殖能力都 很强,分布范周日渐扩大,如今在我国南方特别是长江流域的诸省市都能见到。螯虾能给堤坝造成危害是 由其喜欢穴居的生活习性决定的,它的前端长有一对钳子般的螯足,打洞的速度很快,范围也较大。由于 它们经常生活在江、河、水库、池塘和水田等的岸边,因此对于堤坝的危害可能比白蚁的危害更大。实 地考察发现,螯虾主要出现在堤坝的背水面,只要有水坑、水沟或很潮湿的地方,一般就会有它们的踪迹 而长江及其支流的大堤一般都是土堤,在取土筑堤时往往在背水面形成水坑、池塘和低洼地,成为螯虾生 长和繁殖的适宜场所。螯虾对鱼类尤其是幼鱼也有很大的杀伤力,人们还发现过螯虾把荷塘中新长出的 藕芽都咬断吃掉的情形。 第二节生物安全 基本概念 1.遗传修饰生物体( genetically modified organisms(GMOs)) 指经遗传修饰的生物体 ·另两个概念:遗传工程处理生物体( genetic engineering organIsms,GEOs);经修饰的活生物体 ( living modified organism LMOs),常称转基因生物或工程生物 2.生物安全( biological safety) 80年代后期出现。原因:生物技术产品,主要是基因工程产品(转基因生物)将可能给环境、人类
3．澳大利亚原本没有兔子, 1859 年,英国人托马斯·奥斯汀引进了 24 只兔子,为打猎而放养了 13 只。 在这没有天敌的国度里,它们繁衍至今已有六亿多只后代,这些兔子常常把数万平方公里的植物啃吃精 光,导致其他种类野生动物面临饥饿的危机,许多野生植物也存在绝种 的可能。 4．1884 年,许多国家的客商来到美国新奥尔良市参加一个博览会时, 发现当地水域内生长着一种名叫凤眼莲(风信子)的植物,这种叶柄呈 葫芦状并开着一簇簇蓝紫色花朵的植物非常美丽,人们纷纷将其带回 自己的国家养殖,一百多年后凤眼莲已遍布全球的热带、亚热带、暖温 带。由于其繁殖力惊人,在世界各地许多水域都出现了凤眼莲覆盖大面 积水面的现象,造成堵塞河道、阻碍排灌、破坏水生生态系统等危害。 5．在 1998 年长江特大洪灾中,防汛人员在长江荆江大堤章化段巡堤查 险发现清水漏洞,开挖处理时在堤身挖出大量螯虾;鄂州长江干堤燕矶段也发现十多起螯虾危害大堤的 情况,武汉市汉阳区汉江大堤上黄金口段的一处 100 平方米的池塘边就曾发现了 37 个虾洞，经及时用沙 石料填埋，才消除了隐患。 中国科学院水生生物研究所的专家前去考察后发现,虾洞是一种学名为"克氏原螯虾"的甲壳动物打 的洞穴,深度 1 米至 5 米,直径 6 厘米至 12 厘米,有垂直洞,也有水平洞,有时洞洞相连,在大堤背水面数 十米以内经常发现。这些虾洞往往与管涌形成有关,对堤防危害极大。 克氏原螯虾,原产于北美洲,后被日本引进,本世纪 30 年代传入我国。由于螯虾的生存和繁殖能力都 很强,分布范周日渐扩大,如今在我国南方特别是长江流域的诸省市都能见到。螯虾能给堤坝造成危害是 由其喜欢穴居的生活习性决定的,它的前端长有一对钳子般的螯足,打洞的速度很快,范围也较大。由于 它们经常生活在江、河、水库、池塘和水田等的岸边,因此对于堤坝的危害可能比白蚁的危害更大。实 地考察发现,螯虾主要出现在堤坝的背水面,只要有水坑、水沟或很潮湿的地方,一般就会有它们的踪迹。 而长江及其支流的大堤一般都是土堤,在取土筑堤时往往在背水面形成水坑、池塘和低洼地,成为螯虾生 长和繁殖的适宜场所。螯虾对鱼类尤其是幼鱼也有很大的杀伤力,人们还发现过螯虾把荷塘中新长出的 藕芽都咬断吃掉的情形。 第二节 生物安全 一、 基本概念 1．遗传修饰生物体（genetically modified organisms(GMOs)）： 指经遗传修饰的生物体。 •另两个概念：遗传工程处理生物体 (genetic engineering organisms , GEOs)；经修饰的活生物体 (living modified organism LMOs)，常称转基因生物或工程生物。 2.生物安全（biological safety）： 80 年代后期出现。原因：生物技术产品,主要是基因工程产品（转基因生物）将可能给环境、人类 巴西龟
健康甚至伦理道德各方面带来危机。生物安全已成为世界各国关注的焦点问题之一。1992年联合国《生 物多样性公约》的条款中将它列入。《公约》生效后,两次缔约国大会上生物安全的问题都是大会的主 要议题 二、转基因生物的诱人前景 提高作物产量,增加经济效益。 节省费用。-减轻管理工作的强度 沙少化学农药 例子 美国,玉米由于欧洲玉米螟而遭受的损失每年达10亿美元,种植转基因抗虫玉米后,1996年和1997 年两年的平均产量都提高了9%。 美国,由于种植了耐除草剂转基因大豆,1996年少施了10—30%除草剂,结果控制了杂草及土壤温度、 提高了产量,没有除草剂的残留物,并且在作物的农艺管理上的灵活性大得多了 加拿大,1996年由于耐除草剂转基因油菜的种植,产量提高了9%,减少了对除草剂的应用,12万hm2 面积的转基因油菜的经济效益为600万美 ·我国,抗病毒的转基因烟草增加了烟草叶片产量5-7%,并节约了2-3%的杀虫剂用量 数据 世界范围内(此处不含中国)已经大面积释放的转基因作物有烟草、棉花、油菜、番茄、马铃薯 大豆和玉米等。196年全球转基因作物商品化种植面积为170万hm2,到1997年面积猛增到1100万 hm2,到1998年时,又比1997年翻了一倍多,达到2780万hm2。 我国可能是世界上最早大面积释放转基因作物的国家。1992年,抗烟草花叶病毒和黄瓜花叶病毒 的双抗转基因烟草在河南省已达8000hm的面积。1994年,我国转基因烟草释放面积已达100万hm2 我国转基因作物大面积释放面积在国际上占第二位,第一位是美国。整个发展中国家转基因作物商 品化种植的面积在1996年占全球释放面积的近一半,1998年仅占16% 三、生物多样性与生物技术 1、生物多样性是生物技术的基础 生物多样性的开发利用是生物技术创新的最重要的源泉。 ·人类对赖以生存的地球肆无忌惮地利用和破坏,带来的后果是对生物多样性的毀灭。 据IUCN植物中心的保守估计,到2050年,6万种植物将要绝灭或濒临绝灭。如按一种植物有10-30 种其它生物依赖其生存计,到2050年物种绝灭的总数将为66万186万种,这个数字比自然状态下物 种绝灭的速度至少高2.5万倍 2、生物技术在生物多样性保护和持续利用中的作用 ·寻找新的遗传多样性,并开发和研究基因资源,获得有效的药物和治疗方法。 降低人类对生物资源的需求。如种植高品质的作物。 对工业产品进行再循环利用并减少其对环境的污染,降低对自然资源的消耗。 检测生物多样性,并对未知物种进行定名和描述。系统分类学,对微生物进行培养和筛选,揭示遗传
健康甚至伦理道德各方面带来危机。生物安全已成为世界各国关注的焦点问题之一。1992 年联合国《生 物多样性公约》的条款中将它列入。《公约》生效后，两次缔约国大会上生物安全的问题都是大会的主 要议题。 二、转基因生物的诱人前景 •提高作物产量，增加经济效益。 •节省费用。 –减轻管理工作的强度； –减少化学农药。 例子 •美国，玉米由于欧洲玉米螟而遭受的损失每年达 10 亿美元，种植转基因抗虫玉米后，1996 年和 1997 年两年的平均产量都提高了 9%。 •美国，由于种植了耐除草剂转基因大豆，1996 年少施了 10－30%除草剂，结果控制了杂草及土壤温度、 提高了产量，没有除草剂的残留物，并且在作物的农艺管理上的灵活性大得多了。 •加拿大，1996 年由于耐除草剂转基因油菜的种植，产量提高了 9%，减少了对除草剂的应用，12 万 hm2 面积的转基因油菜的经济效益为 600 万美元。 •我国，抗病毒的转基因烟草增加了烟草叶片产量 5－7%，并节约了 2－3%的杀虫剂用量。 •数据 世界范围内（此处不含中国）已经大面积释放的转基因作物有烟草、棉花、油菜、番茄、马铃薯、 大豆和玉米等。1996 年全球转基因作物商品化种植面积为 170 万 hm2，到 1997 年面积猛增到 1100 万 hm2，到 1998 年时，又比 1997 年翻了一倍多，达到 2780 万 hm2。 我国可能是世界上最早大面积释放转基因作物的国家。1992 年，抗烟草花叶病毒和黄瓜花叶病毒 的双抗转基因烟草在河南省已达 8000 hm2 的面积。1994 年，我国转基因烟草释放面积已达 100 万 hm2。 我国转基因作物大面积释放面积在国际上占第二位，第一位是美国。整个发展中国家转基因作物商 品化种植的面积在 1996 年占全球释放面积的近一半，1998 年仅占 16% 。 三、生物多样性与生物技术 1、生物多样性是生物技术的基础： •生物多样性的开发利用是生物技术创新的最重要的源泉。 •人类对赖以生存的地球肆无忌惮地利用和破坏，带来的后果是对生物多样性的毁灭。 –据 IUCN 植物中心的保守估计，到 2050 年，6 万种植物将要绝灭或濒临绝灭。如按一种植物有 10-30 种其它生物依赖其生存计，到 2050 年物种绝灭的总数将为 66 万~186 万种，这个数字比自然状态下物 种绝灭的速度至少高 2.5 万倍。 2、生物技术在生物多样性保护和持续利用中的作用 •寻找新的遗传多样性，并开发和研究基因资源，获得有效的药物和治疗方法。 •降低人类对生物资源的需求。如种植高品质的作物。 •对工业产品进行再循环利用并减少其对环境的污染，降低对自然资源的消耗。 •检测生物多样性，并对未知物种进行定名和描述。系统分类学，对微生物进行培养和筛选，揭示遗传
多样性 ·生物技术在生物迁地保护的的作用 动物迁地保护生物技术如人工授精、选择性育种、胚胎移植、胚胎切割、克隆、短期圈养繁殖和再引 入自然以及长期圈养繁殖、冷冻保存等等。 解决外来种问题。 运用雄性不育产品、基因工程产品、特定宿主的病原体、人工诱导遗传负荷、抑制免疫性、调控繁殖 的遗传基础和性引诱剂等,可能会在10年内消除大多数的外来种。 解决小种群问题。 在小种群中,遗传变异的丧失和有害突变的固定是不可逆的和不可避免的。经过插入和诱导遗传突变 可以补偿由遗传漂变而造成的后果。同时,应用生物技术能够阻止基因的有害突变,并恢复遗传多样性。 四、生物技术与生物安全 1、《生物多样性公约》与生物安全 《生物多样性公约》第8条,就地保护的条款写道:“制定或采取办法酌情管制、管理或控制由生 物技术改变的活生物体在使用和释放时可能产生的危险,即可能对环境产生不利影响,从而影响到生物 多样性的保护和持续利用,也要考虑到对人类健康的危险”。 《生物多样性公约》规定,需要建立生物技术改变的活生物体安全管理的国际性统一准则,1994 年缔约国第一次大会一致同意成立生物安全专家小组先商讨制定“国际生物技术安全的技术准则” 1995年12月,联合国环境署(UNEP)在开罗发布了《国际生物技术安全管理的技术准则》 世界资源研究所(WRI)等扼要给出了使用生物技术的行为准则: 各国应在发展和检测新的生物技术之前,首先提高监测和控制它们的能力 对释放遗传修饰生物体可能存在的危险进行仔细评估,对于遗传多样性丰富的地方尤要如此; 各国对进口遗传修饰生物体等材料应严加管理 严格控制生物技术,以防止由于利用新技术而使得动、植物品种过分单一化,如植物材料的克隆 繁殖和转移家畜胚胎的方法 禁止发展、试验和应用生物技术用于军事目的,例如不得用来制造生物武器 在国家和国际水平上建立补偿机制,以支持受损害的农业社区和国家,而这种损害是由于利用生 物技术创造的新作物取代原有作物造成的:-应建立早期预警网络,以监测生物技术对社会与经济带 来的压力及其对生物多样性的影响,防止一些小型的农场主被迫迁至更边远地区;-应制定生物技术 的国际行为准则,以在各层次管理生物技术。 遗传修饰生物体释放的生态风险 遗传修饰生物体释放的生态风险 1.转基因生物的入侵风险 2.基因逃逸的风险 3.抗病毒转基因作物可以产生新的病毒
多样性。 •生物技术在生物迁地保护的的作用。 –动物迁地保护生物技术如人工授精、选择性育种、胚胎移植、胚胎切割、克隆、短期圈养繁殖和再引 入自然以及长期圈养繁殖、冷冻保存等等。 •解决外来种问题。 –运用雄性不育产品、基因工程产品、特定宿主的病原体、人工诱导遗传负荷、抑制免疫性、调控繁殖 的遗传基础和性引诱剂等，可能会在 10 年内消除大多数的外来种。 •解决小种群问题。 –在小种群中，遗传变异的丧失和有害突变的固定是不可逆的和不可避免的。经过插入和诱导遗传突变， 可以补偿由遗传漂变而造成的后果。同时，应用生物技术能够阻止基因的有害突变，并恢复遗传多样性。 四、生物技术与生物安全 1、《生物多样性公约》与生物安全 《生物多样性公约》第 8 条，就地保护的条款写道：“制定或采取办法酌情管制、管理或控制由生 物技术改变的活生物体在使用和释放时可能产生的危险，即可能对环境产生不利影响，从而影响到生物 多样性的保护和持续利用，也要考虑到对人类健康的危险” 。 《生物多样性公约》规定，需要建立生物技术改变的活生物体安全管理的国际性统一准则，1994 年缔约国第一次大会一致同意成立生物安全专家小组先商讨制定“国际生物技术安全的技术准则”。 1995 年 12 月，联合国环境署(UNEP)在开罗发布了《国际生物技术安全管理的技术准则》。 •世界资源研究所(WRI)等扼要给出了使用生物技术的行为准则： –各国应在发展和检测新的生物技术之前，首先提高监测和控制它们的能力； –对释放遗传修饰生物体可能存在的危险进行仔细评估，对于遗传多样性丰富的地方尤要如此； –各国对进口遗传修饰生物体等材料应严加管理； –严格控制生物技术，以防止由于利用新技术而使得动、植物品种过分单一化，如植物材料的克隆 繁殖和转移家畜胚胎的方法； –禁止发展、试验和应用生物技术用于军事目的，例如不得用来制造生物武器； –在国家和国际水平上建立补偿机制，以支持受损害的农业社区和国家，而这种损害是由于利用生 物技术创造的新作物取代原有作物造成的； –应建立早期预警网络，以监测生物技术对社会与经济带 来的压力及其对生物多样性的影响，防止一些小型的农场主被迫迁至更边远地区； –应制定生物技术 的国际行为准则，以在各层次管理生物技术。 •遗传修饰生物体释放的生态风险 •遗传修饰生物体释放的生态风险 1. 转基因生物的入侵风险 2. 基因逃逸的风险 3. 抗病毒转基因作物可以产生新的病毒
4.转基因作物释放对土壤生物群落及生物地球化学循环的影响 5.害虫对转Bt抗虫植物的抗性风险 6.转基因植物产生的杀虫剂对非目标生物的影响的风险 2、转基因生物的入侵风险 与外来种入侵相似。如为了控制另外一个引入种, Moorea岛引入了一种蜗牛,结果使当地六种蜗牛几 乎全部消失。 优良性状的转基因作物容易成为入侵种。已有证据表明,Bt基因提高了转基因甘蓝型油菜在田间的适 合度 3、转基因逃逸的风险 转基因可以通过传粉在空间上逃逸,也可以通过种子库在时间上逃逸,并通过转基因作物与其野生亲 缘种的杂交种在自然界中存留 转入作物的特性( inserted traits)以抗除草剂的为多,其次是抗虫和抗病毒,最后是抗逆。这使野生 亲缘种具有获得选择优势的潜在可能性。若获得选择优势的野生亲缘种本身就是杂草,那就会为该杂草 的控制增加很大的困难 例如,转基因水稻如与起源的野生种同在一个区域时,水稻中的转基因会转移到野生稻中去。野生稻 是危害很大的杂草,若商品化稻田里的野生稻得到了来自抗除草剂转基因水稻的抗除草剂基因,则野生 稻的危害更大 美国加州大学的研究发现一种栽培的圆白小萝卜可以通过虫媒或风媒与在一公里以外生长的野生萝卜 ( Raphanus sativus)授粉。因此他们建议转基因作物要建立隔离区,对某些植物来说,隔离的距离至少要 几公里 4、抗病毒转基因作物可以产生新的病毒 含有病毒基因的转基因抗病毒作物释放的最受关注的一个风险就是转基因有可能会与其它病毒重 组,从而产生新的、甚至是更具毒性的病毒。 5、转基因作物释放对土壤生物群落及生物地球化学循环的影响 土壤中的生物体通过捕食、竞争、对抗或共生而发生相互作用,一旦环境由于转基因产品的释放而 发生改变,一些敏感生物体快速发生反应,达到一定程度时,其它生物也发生反应,从而影响到整个土 壤生物群落。 转基因植物及其产物进入土壤以后,可能会与土壤生物发生相互作用,影响到一些土壤生物的活动 过程,而后者对生物地球化学循环有着重要的贡献,从而对生物地球化学循环产生重要影响 6、害虫对转B抗虫植物的抗性风险 由于转Bt基因植物能够持续地高水平表达单一的杀虫毒蛋白,因此Bt植物对害虫造成的选择压 力甚至比Bt杀虫剂还要高,Bt植物的释放将会加速害虫的抗性进化。在实验室选择条件下对Bt产生 抗性的害虫有一二十种。 至1997年,在已经或即将被批准上市的大约80种转基因作物中,有21种是转Bt作物,其中11
4. 转基因作物释放对土壤生物群落及生物地球化学循环的影响 5. 害虫对转 Bt 抗虫植物的抗性风险 6. 转基因植物产生的杀虫剂对非目标生物的影响的风险 2、转基因生物的入侵风险 •与外来种入侵相似。如为了控制另外一个引入种，Moorea 岛引入了一种蜗牛，结果使当地六种蜗牛几 乎全部消失。 •优良性状的转基因作物容易成为入侵种。已有证据表明，Bt 基因提高了转基因甘蓝型油菜在田间的适 合度。 3、转基因逃逸的风险 •转基因可以通过传粉在空间上逃逸，也可以通过种子库在时间上逃逸，并通过转基因作物与其野生亲 缘种的杂交种在自然界中存留。 •转入作物的特性(inserted traits)以抗除草剂的为多，其次是抗虫和抗病毒，最后是抗逆。这使野生 亲缘种具有获得选择优势的潜在可能性。若获得选择优势的野生亲缘种本身就是杂草，那就会为该杂草 的控制增加很大的困难。 •例如，转基因水稻如与起源的野生种同在一个区域时，水稻中的转基因会转移到野生稻中去。野生稻 是危害很大的杂草，若商品化稻田里的野生稻得到了来自抗除草剂转基因水稻的抗除草剂基因，则野生 稻的危害更大 •美国加州大学的研究发现一种栽培的圆白小萝卜可以通过虫媒或风媒与在一公里以外生长的野生萝卜 (Raphanus sativus)授粉。因此他们建议转基因作物要建立隔离区,对某些植物来说,隔离的距离至少要 几公里。 4、抗病毒转基因作物可以产生新的病毒 含有病毒基因的转基因抗病毒作物释放的最受关注的一个风险就是转基因有可能会与其它病毒重 组，从而产生新的、甚至是更具毒性的病毒。 5、转基因作物释放对土壤生物群落及生物地球化学循环的影响 土壤中的生物体通过捕食、竞争、对抗或共生而发生相互作用，一旦环境由于转基因产品的释放而 发生改变，一些敏感生物体快速发生反应，达到一定程度时，其它生物也发生反应，从而影响到整个土 壤生物群落。 转基因植物及其产物进入土壤以后，可能会与土壤生物发生相互作用，影响到一些土壤生物的活动 过程，而后者对生物地球化学循环有着重要的贡献，从而对生物地球化学循环产生重要影响。 6、害虫对转 Bt 抗虫植物的抗性风险 由于转 Bt 基因植物能够持续地高水平表达单一的杀虫毒蛋白，因此 Bt 植物对害虫造成的选择压 力甚至比 Bt 杀虫剂还要高，Bt 植物的释放将会加速害虫的抗性进化。在实验室选择条件下对 Bt 产生 抗性的害虫有一二十种。 至 1997 年，在已经或即将被批准上市的大约 80 种转基因作物中，有 21 种是转 Bt 作物，其中 11
种是Bt玉米,Bt马铃薯和棉花各5种 7、转基因植物产生的杀虫剂对非目标生物的影响的风险 目前已经商品化的抗虫转基因植物就是能够产生Bt杀虫蛋白的转基因作物。其残留组织中的杀虫蛋白 的消散时间较长。它对非目标生物影响的潜在风险不容忽视。 五、生物安全的措施 1、风险评估的科研工作 极其重要。 ·“经遗传修饰的植物和微生物大田试验生物安全结果”的国际会议已召开过三次 2、立法 发达国家中不同的国家对GMOs研究和释放风险的估价是不一样的。总的趋势是欧洲国家在立法上要比 北美一些国家更为严格。在德国向环境中释放一个GMOs要求递交的报告几乎达一尺厚,而在北美仅12 页纸的报告就可以了。因此德国某些GMOs的产物就到北美国家去申请释放。 ·我国有关生物安全的第一个法规是针对基因工程药物,在1990年制定了“基因工程产品的质量控制标 按标准规定,基因工程产物的质量必须满足安全性的要求。对基因工程产品普遍适用的是在1993年 12月24日由科技部第17号令发布的《基因工程安全管理办法》 3、加强教育与培训 生物安全法规一旦制定后,为了法律的实施,为了使GMOs释放后尽可能减少对环境及人体的负影响,加 强对有关人员的教育或培训是必要措施之一。 结语 科学技术是一把双刃剑 种类或品种引进、转基因技术的应用需十分谨慎。但现在这方面的问题很多
种是 Bt 玉米，Bt 马铃薯和棉花各 5 种。 7、转基因植物产生的杀虫剂对非目标生物的影响的风险 •目前已经商品化的抗虫转基因植物就是能够产生 Bt 杀虫蛋白的转基因作物。其残留组织中的杀虫蛋白 的消散时间较长。它对非目标生物影响的潜在风险不容忽视 。 五、生物安全的措施 1、风险评估的科研工作 •极其重要。 •“经遗传修饰的植物和微生物大田试验生物安全结果”的国际会议已召开过三次。 2、立法 •发达国家中不同的国家对 GMOs 研究和释放风险的估价是不一样的。总的趋势是欧洲国家在立法上要比 北美一些国家更为严格。在德国向环境中释放一个 GMOs 要求递交的报告几乎达一尺厚,而在北美仅 12 页纸的报告就可以了。因此德国某些 GMOs 的产物就到北美国家去申请释放。 •我国有关生物安全的第一个法规是针对基因工程药物，在 1990 年制定了“基因工程产品的质量控制标 准”。 –按标准规定,基因工程产物的质量必须满足安全性的要求。对基因工程产品普遍适用的是在 1993 年 12 月 24 日由科技部第 17 号令发布的《基因工程安全管理办法》。 3、加强教育与培训 •生物安全法规一旦制定后,为了法律的实施,为了使 GMOs 释放后尽可能减少对环境及人体的负影响，加 强对有关人员的教育或培训是必要措施之一。 结语 •科学技术是一把双刃剑。 •种类或品种引进、转基因技术的应用需十分谨慎。但现在这方面的问题很多