它们是最早的环球旅行者。从蜘蛛随着人类扩散而寄居于 东南亚，到 海鞘 搭乘军舰，在 朝鲜战争结束后返航时趁机迁徙，入侵物种已遍布全球。
这些物种争夺资源，胜过本地物种，还会造成巨大的环境破坏，例如捕食本地物种及其幼体，或传播寄生虫和疾病。
然而，它们造成的最大影响在经济层面。据估计，入侵物种每年给英国和爱尔兰造成的损失达 20亿英镑。这包括所有入侵动植物对旅游业、商业、人类健康和农业等领域造成的损害成本。
控制入侵物种的成本也极其高昂。如果可能实施根除，费用可能高达数百万英镑。随着种群规模扩大，这项成本也会增加；与早期发现的入侵相比，晚发现的入侵控制成本可能高出 数千倍 。除了一些细微的技术差异，这一模式适用于所有入侵物种。
从环境角度看，它们会通过与其他物种竞争并 改变生物多样性 、 改变环境，对全球生态构成重大威胁，例如堵塞水道或加剧侵蚀。
传统监测方法（例如检查并拍摄休闲船只船底，以寻找潜在入侵物种）不足以有效应对这一威胁。许多入侵物种看起来也与本地物种相似，容易造成检测混淆。值得庆幸的是，有一种强有力的工具非常适合用于入侵物种管理：分析它们的DNA。
解码遗传信息
20世纪70年代，弗雷德里克·桑格 设计了一种方法 ，可以自动读取并测序DNA。桑格测序使生物学家得以研究入侵物种的基因（即编码特定性状、并代代遗传的一段DNA），并拼凑出有关其基因组（全部基因和DNA的完整集合）及进化的大量信息。
遗传技术也能改善入侵物种管理。它们 对于制定明智、可持续的政策决策 至关重要。
例如，比较种群内部及种群之间的遗传变异，能帮助生物学家了解入侵物种如何扩散、交融并与本地物种竞争。这让研究人员更好地了解了海鞘、 海鞘、 瓢虫 和 无脊椎动物害虫 等入侵动物在殖民新区域时所经过的路径。
生物学家还可以利用遗传技术，通过检测动物脱落的皮肤或尿液等物质中的DNA，更早发现入侵。研究人员曾在法国池塘中检测到一只 入侵牛蛙 的DNA，发现时间远早于原本可能察觉到入侵的时点。
基因组学的飞跃
在过去十年里，遗传学的研究逐渐被基因组学研究赶上；基因组学通过测序整个基因组，而非仅测定若干基因，能更全面地呈现DNA。研究基因组使我们能够以更高的细节和灵敏度分析入侵种群之间的差异。
自从新一代测序技术在21世纪 大幅降低 DNA测序价格以来，科学家便能探索数十万个DNA区域，而遗传学研究中使用的区域只有几十个。基因组学也助力开发了新的工具，以支持我们对入侵物种的研究。
研究生物体的完整基因组，还引入了一种极其 强大的方法 ，用于研究入侵物种的进化历史。它让生物学家能够区分两类变化：一类是所有生物都会经历、但不会在物种中扩散的中性DNA变化；另一类是能提高生物体生存和繁殖机会、因而会扩散的有利变化。
这种有利选择推动了入侵物种的快速适应。因此，了解有利进化的影响，有助于我们预测物种未来可能如何适应。
基因组学尚未在入侵生物学中充分发挥 其潜力 ，但入侵遗传学正逐步发展为入侵基因组学。这两个学科都为入侵物种的监测和管理提供了具有成本效益的解决方案。例如，美国 已有一项计划 ，旨在早期发现五大湖中的入侵亚洲鲤鱼。这种早期检测通过采集水样、检查脱落的DNA物质来进行，将为管理这种入侵鱼类节省大量资金。
如果更广泛、更有效地采用遗传学和基因组学技术，它们有望保护自然环境，并减轻全球化带来的环境副作用对公共财政造成的负担。
本文与 The Conversation合作发表。阅读 原文。本文发表并不意味着世界经济论坛认可其中的观点。
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作者：Steven Bourne，南安普顿大学入侵基因组学博士生。
图片：一只蝗虫停在马达加斯加西部梅纳贝地区的一根草上。路透社/Clarel Faniry Rasoanaivo
