群体基因组学识别出日本锦灰蝶在瑞士的意大利与北美来源

一种小甲虫的大影响

日本金龟子看起来可能无害，但这种闪亮的绿色昆虫正迅速成为欧洲最令人担忧的植物害虫之一。它咀嚼数百种农作物和庭园植物的叶、花和果实，其扩散每年可能让农民和城镇蒙受数百万欧元的损失。本研究利用从瑞士及世界各地采集的甲虫的DNA线索，重建该昆虫如何抵达以及目前如何在国内移动——这些洞见可帮助当局堵截未来的入侵途径。

甲虫如何成为全球旅行者

起初，日本金龟子仅生活在日本。然而在过去一个世纪里，它借助人类和货物的运输到达了北美、亚速尔群岛以及欧洲大陆。被引入后，它在草坪、葡萄园、果园和田地中繁盛，成虫会把叶片吃成网状，幼虫则以根系为食。气候变化正使包括瑞士大部在内的欧洲广大地区对这一物种变得更适宜。相关部门已将其列为重点害虫，且预测显示若不采取强有力的控制措施，损失每年可能上升到数十亿欧元。

通过DNA追踪入侵

为弄清甲虫如何抵达瑞士，研究者从全国14个地点采集了42只甲虫，并将这些数据与此前研究的来自日本、北美、亚速尔群岛和意大利的83只甲虫的DNA相结合。他们没有只查看少数基因，而是读取每只甲虫大片段的基因组并比较数十万处遗传标记。通过将个体按遗传相似性分组的统计工具、进化“家谱”以及种群历史模型，研究者能够判断哪些瑞士甲虫彼此密切相关，以及它们的祖先最可能来自何处。

进入瑞士的两条独立通道

遗传模式显示出两条主要入侵路线的明确分裂。来自瑞士南部和中部的甲虫——包括提契诺、瓦莱、卢塞恩、施维茨、乌里和巴塞尔——与来自意大利北部的甲虫形成了一个紧密的群体。这表明这些种群属于一条连续扩散的一部分，该扩散始于该昆虫在米兰机场附近于意大利建立种群后向北越过边界。相反，靠近苏黎世机场的克洛滕（Kloten）的甲虫与来自美国和加拿大的甲虫分在一起，而不是与意大利和提契诺的个体聚在一起。模拟不同入侵情景的人口学模型强烈支持这样的观点：克洛滕种群代表一次直接来自北美的独立引入。

公路与空中航线是入侵高速路

研究还强调了人类运输网络如何塑造甲虫在景观中的扩散。中部瑞士的单点检出和新爆发点沿着连接提契诺与巴塞尔的主要南北公路和铁路线排列。这表明甲虫或其卵和幼虫可能随车辆、建筑材料或交易的植物被无意携带。同时，位于主要国际机场旁的克洛滕疫情突显出尽管有现行检验和检疫措施，长途航空旅行仍可能从海外播下全新的种群。

这对保护农作物与景观意味着什么

研究表明瑞士的日本金龟子问题既受来自意大利的区域性扩散影响，又受来自北美的新引入供给，这就明确了防控工作必须在两个方向上同时发力。需要在机场加强检查与清洁程序以切断新入侵通道，同时沿关键公路和铁路加强监测以便及早发现卫星种群并在其爆发前控制。公众意识也至关重要，因为旅行者和园艺爱好者可能在不知情的情况下把这种昆虫带到新地区。这里绘制的基因路线图不仅帮助瑞士微调其防御措施，也为其他在变暖且高度互联世界中面临日益严重入侵性昆虫挑战的国家提供了可借鉴的范例。

引用: Pedrazzini, C., Funari, R., Cucini, C. et al. Population genomics identifies Italian and North American origins of Popillia japonica in Switzerland. Sci Rep 16, 8445 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39440-4

关键词: 日本金龟子, 入侵物种, 瑞士, 基因追踪, 害虫管理