COI对生态学的影响

DNA barcode 方法的运用，可以减轻分类学多年不够活跃给生态学带来的负面影响。在生态学研究中常常需要2类不同的物种鉴定工作，第一类是区别不同的近缘种，另外一类是辨认来自不同分类群的物种。第1类物种鉴定的难点在于，当可区分的形态特征不够明显的时候需要工作者有相当的经验来保证鉴定结果的准确;第2类物种鉴定的难点在于,需要工作者熟悉多个分类群的形态特征或者有较多的熟悉不同分类群的工作者参与。但是，由于在过去的几十年中,分类学作为一个不够活跃的领域，一直缺乏足够的资源投入,现今合格的分类工作者的数量已经不能满足需求(Gotell,2004)。DNA barcode 进行物种鉴定,既方便快捷,又降低了对工作者经验的要求,使得一些难度较大或工作量较大的物种鉴定工作变得相对容易。

DNA barcode 给物种鉴定带来的方便将首先让生物多样性调查受益。在许多生物群落中，分类学问题常常困扰着生物多样性调查。海洋生物群落中的线虫(Nematode)、扁虫(Flatworms)和纽虫(Nem- ertean)很难区分到种(Schander &Willassen,2005)，导致物种多样性调查结果经常存在争议。DNA bar- code 的引入给问题的解决带来了希望,例如,在物种鉴定同样困难的原环虫纲(Clitellata)动物中的检验性研究表明,利用DNA barcode 可以准确地辨别这些物种(Bely &Wray,2004)。在存在较多分类学问题的群落中,生物多样性调查结果的准确性不仅受到已知的,难以辨认的物种影响,还受到未纳入记录的新种的影响。例如，截止到 2004 年,北大西洋的多个生物类群中未知物种估计超过了该类群物种总数的75%，分类工作相对细致的生物类群中未知物种的比例也超过 25%(Schander &Willassen2005)。DNA barcode 的引入可以通过快速辨别可能属于新种的个体而大大加快发现和记录新种的过程，使生物多样性调查的结果更加可靠。即使在分类工作比较完善的群落中，DNAbarcode 也能使生物多样性调查工作更加方便。在热带地区的生物群落中,庞大的物种数目给物种鉴定工作带来了困难， DNA barcode的引入在加快物和鉴定的同时又增加了鉴定结果的准确性。例如，在物种多样性很高，记录详细的哥斯达黎加鳞翅目昆虫中的检验性研究表明，在绝大多数情况下，仅用相关序列比对就能辨别样品来自哪一个物种(Hajibabaei et al.,2006a)。

DNA barcode 对特殊样品的辨认能力和对生物多样性调查准确性的提升将给许多有关群落的研究带来益处。群落动态和全球气候变化之间的联系就是其中之一。在这个问题的研究中，需要了解不同地域,不同尺磨的群落变化,其中群落的物种组成变化,各物种个体数量和分布地变化是关注焦点之一。人们常常用群落变化作为大尺度气候变化的最佳指标之一(Walther et al.,2002)，在使用此指标的时候，需要跟踪很长时间跨度很大空间范围研究不同群落的结构变化。例如，作为全球变化有力证据之一的加利福尼亚海岸生物群落变化数据，来自从1930年开始，持续了60年的定期群落调查(Sagari etal..1999):以研究全球气候变化持续时间为目的的昆虫迁徙时间和分布边界分析覆盖了从南欧到北欧的广大区域,跨越了大约100年的时间尺席(Par mesan et al.,1999)。这些研究都需要频繁的大范事物种调查工作,用传统的方法需要大量经验丰富的分类工作者，如果使用 DNAbarcode，可以迅速准确地完成工作。另一个受益的研究领域是海洋生物群落的动态与保护。海洋生物群落中许多物种在生命早期有浮游生活阶段，这个阶段对物种分布，群结构的形成有重要影响，因此监控这些处于生命早期阶段的海洋动物对研究群落动态有重要意义(Gaines et al.,2003)。DNA barcode的引入可以方便地辨认卵和幼体等样品，避免了传统分类学对非成体描述不够带来的困难(Neigel et al.,2007)。在受到生物入侵威胁的群落，DNAbarcode也可以为研究工作提供帮助。在普通群落中，DNA barcode带来的生物多样性调查准确性的提升有利于获得一个清晰的物种组成背景,确切地判断是否存在入侵(Armstrong &Ball,2007)。如果群落中某些物种是高威胁入侵种的近缘种，且二者又难以区分的时候。完善的标准 DNA barcode 数据库可以显著加强对近缘种入侵的预警能力(Armstrong &Ball,2005)。在许多生物入侵的案例中，入侵往往是通过卵或者可扩散的幼体实现，当传统分类学处理能力不足的时候,这些过程只有借助 DNA barcode 才能检测(Arm strong & Ball,2007)。

在利用 DNA barcode 探寻新种的过程中，需要特别重视其对隐存种的洞察力。因为这种洞察力在察觉新种存在的同时，也提出了很多问题。这些问题涉及到了生态学研究的各个领域，也包括上文中提到的领域。第1个问题是生态位分化问题，隐存种的存在可能意味着生态位的进一步细分，例如，无害的带疟疾病原体的蚊子似平就暗示有更加细分的生态位尚未察觉(Besansky,1999)。第2个是污染的生物监测问题,包含隐存种的复合群体中各个隐存种可能对污染的反应并不一致。例如，某些贝类用于污染监测时由于各个隐存种在生长过程中有差异,可能影响污染检测的精确性(Sanders et al.，2006)。第3 个问题是入侵物种的发现,在生物入侵过程中隐存种的入侵往往更加难以察觉,例如，某些贝类的入侵导致了相应近缘种数量明显下降以后，入侵过程才被察觉(Geller,1999)。第4个问题是濒危物种保护,一个包含隐存种的濒危复合群体,意味着群体中包含了数量更加稀少的濒危物种，在制定保护政策的时候应该做出调整(Schonrogge et al.2002),例如,包含隐存种的蛙类群体的保护策略应当将隐存种纳入考虑(Stuart et al.,2006)。第5个问题是对生物多样性调查的影响，在某些特殊的生态系统或分类群中，隐存种可能对生物多样性的调查造成明显的不利影响(Lefebure et al.,2006b)。第6个问题是进化问题,隐存种是怎样产生，分化的时间有多长,在系统树上位置如何等。这些问题往往存在较多争议，也出现过一些明显的错误,例如，许多研究者认为形态差异小意味着分化时间短，但是鱼类(Colborn et al,2001)片足动物(Lefebure el al.,2006b)、挠足动物(Rocha-Olivares et al.,2001)的研究结果都不支持这个看法。基于 DNA 序列的方法在研究进化问题上有一些优势:不仅拥有更强的洞察力,而且可能构建出供参考的系统树和估计分化时间。