침습종
Invasive species침입종은 개체수가 과잉되어 새로운 환경에 해를 끼치는 환경에 도입된 종입니다.[2] 침입종은 서식지 및 생물 지역에 악영향을 미쳐 생태학적, 환경적 및/또는 경제적 피해를 유발합니다. 이 용어는 먹이 그물에 인간이 변경한 후 고유 환경에 해가 되는 고유 종에도 사용할 수 있습니다. 20세기 이후 침입종은 전 세계적으로 심각한 경제적, 사회적, 환경적 위협이 되었습니다.
생물에 의한 오랜 생태계의 침입은 자연스러운 현상이지만 인간이 용이하게 도입함으로써 침입 속도, 규모 및 지리적 범위가 크게 증가했습니다. 수천 년 동안 인간은 최초의 이주를 시작으로 디스커버리 시대에 가속화되고 국제 무역을 통해 다시 가속화되는 우연적이고 의도적인 분산제 역할을 했습니다. 침습성 식물종으로는 칡덩굴, 일본매듭풀, 황조롱이가 있습니다. 침입 동물에는 유럽 토끼, 집 고양이 및 잉어가 포함됩니다.
용어.
침입종은 토착종과 생물다양성에 위협이 되는 확립된 비 토착 외래종 또는 귀화종의 하위 집합입니다.[3] "침습적"이라는 용어는 잘 정의되지 않고 종종 매우 주관적입니다.[4] 침입종은 식물, 동물, 곰팡이 및 미생물일 수 있습니다. 일부는 농장 및 풍경과 같은 인간의 서식지를 침입한 고유 종을 포함합니다.[5] 일부는 자연 지역을 식민지화한 토착종 또는 "토종" 종을 포함하도록 용어를 확장합니다.[4] "토종자"의 정의는 논란이 될 수 있습니다. 예를 들어, 에쿠스페루스(현생 말)의 조상은 북아메리카에서 진화하여 유라시아로 방사한 후 북아메리카에서 멸종되었습니다. 1493년 스페인 정복자들에 의해 북아메리카에 소개되었을 때, 야생 말들이 그들의 진화 조상들의 대륙에 토착적이었는지 이국적이었는지는 논쟁의 여지가 있습니다.[6]
침입종은 생물학의 많은 하위 분야에서 연구될 수 있지만 침입 생물에 대한 대부분의 연구는 생태학과 생물지리학에 있습니다. 연구의 많은 부분은 생물학적 침입의 일반화된 그림을 만든 찰스 엘튼의 1958년 저서 "동식물의 침입 생태"에 영향을 받았습니다.[7][8] 1990년대까지는 연구가 뜸했습니다.[8] 주로 현장 관측 연구인 이 연구는 육상 식물과 불균형적으로 관련이 있습니다.[8] 이 분야의 급속한 성장으로 인해 침입종과 사건을 설명하는 데 사용되는 언어를 표준화해야 할 필요성이 생겼습니다. 그럼에도 불구하고 표준 용어는 거의 존재하지 않습니다. 이 분야 자체는 공식적인 명칭이 없지만 일반적으로 "침략 생태" 또는 "침략 생물학"이라고 불립니다.[7][8] 이러한 표준 용어의 부족은 농업, 동물학 및 병리학과 같은 학문 분야의 용어를 차용하는 분야의 학제 간 특성과 격리되어 수행되는 연구로 인해 발생했습니다.[9][7]
단계. | 특성. |
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0 | 공여자 지역에 거주하는 번식체 |
I | 여행 |
II | 소개했다 |
III | 국지적이고 수치적으로 드문 경우 |
IVa | 널리 퍼졌지만 드문 |
IVb | 현지화되어 있지만 지배적임 |
V | 광범위하고 지배적인 |
Colautti와 MacIsac은 과학 논문에서도 침입종에 대한 논의가 종종 수반되는 모호하고 주관적이며 경멸적인 어휘를 피하기 위해 분류군이 아닌 생물지리학에 기반한 새로운 명명법을 제안했습니다.[4] 이 모델은 분류학, 인간 건강 및 경제적 요인을 폐기함으로써 생태학적 요인에만 초점을 맞추었습니다. 이 모델은 전체 종보다 개별 개체군을 평가했습니다. 그 환경에서의 성공 여부에 따라 각 인구를 분류했습니다. 이 모델은 토착종과 도입종에 동일하게 적용되었으며 성공적인 도입을 자동으로 유해한 것으로 분류하지 않았습니다.[4]
USDA의 국립 침입종 정보 센터는 침입종을 매우 좁게 정의하고 있습니다. 행정명령 13112호에 따르면 "침습종"은 도입이 인간의 건강에 경제적 또는 환경적 해를 끼치거나 해를 끼칠 가능성이 있는 외래종을 의미합니다.[10]
원인들
일반적으로 도입된 종은 새로운 위치에서 침입하기 전에 낮은 개체군 밀도에서 생존해야 합니다.[11] 낮은 개체군 밀도에서는 도입된 종이 번식하고 새로운 위치에 유지되기 어려울 수 있으므로 종이 확립되기 전에 여러 번 위치에 도달할 수 있습니다. 항구를 오가는 배나 고속도로를 오르내리는 자동차와 같은 반복적인 인간 이동 패턴은 반복적인 설립 기회(높은 전파 압력)를 제공합니다.[12]
생태계 기반 메커니즘
생태계에서 자원의 가용성은 추가 종의 생태계에 대한 영향을 결정합니다. 안정적인 생태계는 자원 균형을 가지고 있으며, 이는 침입종의 도래로 인해 근본적으로 변화할 수 있습니다.[13] 산불과 같은 변화가 발생하면 정상적인 생태 승계는 토종 풀과 포브를 선호합니다. 토착종보다 빨리 퍼질 수 있는 도입종은 토착종을 제치고 먹이를 차지할 수 있습니다. 질소와 인은 종종 이러한 상황에서 제한 요소입니다.[14] 모든 종은 고유 생태계에서 생태학적 틈새를 차지합니다. 어떤 종은 크고 다양한 역할을 하는 반면, 다른 종은 매우 전문화되어 있습니다. 침입종은 사용되지 않는 틈새를 차지하거나 새로운 틈새를 생성할 수 있습니다.[15] 예를 들어, 에지 효과는 농업을 위해 토지를 개간했을 때와 같이 생태계의 일부가 교란되었을 때 발생하는 일을 설명합니다. 남아있는 방해받지 않는 서식지와 새로 개간된 땅 사이의 경계는 별개의 서식지를 형성하여 새로운 승자와 패자를 만들고 경계 서식지 밖에서 번성하지 않는 종을 숙주로 삼을 수 있습니다.[16]
1958년 찰스 S. 엘튼(Elton)은 더 많은 종의 다양성을 가진 생태계는 더 적은 수의 틈새가 비어 있기 때문에 침입종의 대상이 덜하다고 주장했습니다.[17] 다른 생태학자들은 나중에 종 다양성이 높은 생태계가 침입에 더 취약하다고 주장하면서 매우 다양하지만 심하게 침입한 생태계를 지적했습니다.[18] 이 논쟁은 침략 연구의 공간적 규모에 달려 있습니다. 소규모 연구는 다양성과 침입 사이에 부정적인 관계를 보여주는 경향이 있는 반면, 대규모 연구는 그 반대를 보여주는 경향이 있었는데, 아마도 더 큰 표본을 고려할 때 더 일반적인 자원 가용성 증가와 약한 종 상호 작용에 대한 침입자의 자본화 능력의 부작용일 수 있습니다.[19][20] 그러나 이러한 패턴은 침습적인 척추동물에는 해당되지 않는 것 같습니다.[21]
섬 생태계는 그들의 종이 강력한 경쟁자와 포식자에 거의 직면하지 않고, 종 개체군을 식민지화하는 것과 거리가 멀기 때문에 "열린" 틈새를 가질 가능성이 더 높기 때문에 침입하기 더 쉬울 수 있습니다.[22] 예를 들어, 괌의 토종 조류 개체수는 침입성 갈색 나무 뱀에 의해 멸종되었습니다.[23]
뉴질랜드에서 최초의 침입종은 1300년경 폴리네시아 정착민들이 데려온 개와 쥐였습니다. 이러한 소개와 다른 소개들은 뉴질랜드 고유종들을 황폐화시켰습니다.[24][25] 마다가스카르의 식민지화는 마다가스카르의 생태계에 비슷한 해를 끼쳤습니다.[26] 벌목은 서식지를 파괴함으로써 직접적으로 피해를 입혔고, 가시배와 은빛 와틀 같은 토종이 아닌 종들이 침입할 수 있도록 했습니다.[27][28] 물 히아신스는 수면에 촘촘한 매트를 형성하여 빛의 침투를 제한하여 수생생물에 해를 끼치고 상당한 관리비를 유발합니다.[29][30]
침입 식물의 주요 지형학적 효과는 생물학적 구성과 생물학적 보호입니다. 예를 들어 아시아가 원산지인 덩굴인 칡(푸에라리아 몬타나)은 20세기 초 토양 침식을 조절하기 위해 미국 남동부에 널리 도입되었습니다. 침입 동물의 주요 지형학적 효과는 생물 교란, 생물 침식 및 생물 건설입니다. 예를 들어, 중국산 작은 게(에리오처 시넨시스)의 침입은 더 높은 생물 교란 및 생물 침식률을 초래했습니다.[31]
토착종은 인간이 먹이 그물을 변경한 후에 해롭고 토착 환경에 효과적으로 침입할 수 있습니다. 천연 포식자인 캘리포니아 해달(엔하이드라루트리스)의 남획으로 인해 캘리포니아 북부 해안을 따라 다시마 숲을 훼손한 보라색 성게(Strongylocentrotus purpuratus)의 경우가 이에 해당합니다.[32]
종 기반 메커니즘
침입종은 토착종을 능가하는 특정 형질 또는 특정한 형질 조합을 가지고 있는 것으로 보입니다. 어떤 경우에는 성장과 번식 속도에 대한 경쟁입니다. 다른 경우에는 종들이 더 직접적으로 상호작용을 합니다. 한 연구에 따르면 침입종의 86%가 그러한 특성만으로 식별될 수 있다고 합니다.[33] 또 다른 연구에 따르면 침입종은 종종 몇 가지 특성만 가지고 있으며 비침습종도 이러한 특성을 가지고 있습니다.[33][34][35] 일반적인 침입종 특성에는 식물의 식물 번식과 같은 빠른 성장과 빠른 번식,[33] 인간과의 연관성 [36]및 이전의 성공적인 침입이 포함됩니다.[37] 집에서 키우는 고양이는 효과적인 포식자입니다; 그들은 플로리다 키스와 같은 곳에서 야성적이고 침입적이 되었습니다.[38]
도입된 종은 자원에서 토착종을 능가할 수 있다면 침입적이 될 수 있습니다. 이 종들이 거대한 경쟁이나 포식 아래 진화했다면, 새로운 환경은 더 적은 수의 경쟁자를 수용하여 침입자를 증식시킬 수 있습니다. 토착종에 의해 최대의 용량으로 사용되는 생태계는 침입자의 이득이 토착종의 손실인 제로섬 시스템으로 모델링될 수 있습니다. 그러나 이러한 일방적인 경쟁 우위(그리고 침입자의 개체수가 증가한 토착종의 멸종)는 규칙이 아닙니다.[18][39]
침입종은 긴 태프루트에 의해 접근되는 깊은 물과 같은 토착종이 이전에 사용할 수 없었던 자원을 사용하거나 이전에 사람이 살지 않는 토양 유형에서 살 수 있습니다. 예를 들어, 철조망 염소풀은 물 보유량이 적고 영양소 수준이 낮으며 마그네슘/칼슘 비율이 높으며 중금속 독성 가능성이 있는 구불구불한 토양에서 캘리포니아에 도입되었습니다. 이 토양의 식물 개체군은 밀도가 낮은 경향이 있지만 염소풀은 이 토양에 밀집된 스탠드를 형성하고 토착 종을 밀어낼 수 있습니다.[40]
침입종은 화학적 화합물을 방출하거나 비생물적 요인을 수정하거나 초식동물의 행동에 영향을 주어 다른 종에 영향을 줌으로써 환경을 바꿀 수 있습니다. Kalanchoe daigremontana와 같은 일부는 경쟁자를 억제하는 타감작용 화합물을 생성합니다.[41] Stapelia gigantea와 같은 다른 것들은 적절한 미세 기후를 제공하고 초식 동물이 묘목을 먹는 것을 방지함으로써 건조한 환경에서 다른 종의 묘목의 성장을 촉진합니다.[42]
화재 요법의 변화는 또 다른 형태의 촉진입니다. 원래 유라시아에서 온 브로머스 텍토럼은 화재에 매우 잘 적응합니다. 연소 후 빠르게 확산되며, 북미 서부 지역의 화재 시즌에 다량의 건조 찌꺼기를 제공하여 화재 발생 빈도와 강도를 높입니다. 널리 퍼져 있는 곳에서는 지역 화재 요법을 너무 많이 변경하여 토종 식물이 잦은 화재에서 살아남을 수 없게 하여 도입 범위에서 우세하게 되었습니다.[43]
생태학적 촉진은 한 종이 다른 종보다 유리한 방식으로 물리적으로 서식지를 수정하는 것입니다. 예를 들어, 얼룩말 홍합은 호수 바닥의 서식지 복잡성을 증가시켜 무척추동물이 서식하는 틈을 제공합니다. 이러한 복잡성의 증가는 홍합 여과 섭식의 폐기물이 제공하는 영양과 함께 저서 무척추동물 군집의 밀도와 다양성을 증가시킵니다.[44]
유입된 종들은 빠르고 예측 불가능하게 확산될 수 있습니다.[45] 병목 현상과 창시자 효과로 인해 개체군 크기가 크게 감소하고 유전적 변이가 제한될 수 있는 경우,[46] 개체는 인식적 분산이 아닌 가산적 분산을 보이기 시작합니다. 이러한 변환은 설립 집단의 분산 증가로 이어질 수 있으며, 이는 빠른 진화를 가능하게 합니다.[47] 그런 다음 선택은 온도 변화와 다른 포식자와 먹잇감과 같은 환경의 새로운 스트레스 요인에 대한 생리적 내성뿐만 아니라 분산 능력에도 작용할 수 있습니다.[48]
종내 표현형 가소성, 사전 적응 및 도입 후 진화를 통한 빠른 적응 진화는 더 높은 적합성을 가진 자손으로 이어집니다. 결정적으로, 가소성은 개인이 환경에 더 잘 맞도록 변화를 허용합니다. 도입 후 사전 적응과 진화는 도입된 종의 성공을 강화합니다.[49]
적 방출 가설은 진화가 모든 생태계의 생태적 균형을 이끈다는 것입니다. 경쟁자, 포식자 및 질병의 존재로 인해 단일 종이 생태계의 대부분을 차지할 수 없습니다. 새로운 서식지로 옮겨진 도입종들은 새로운 생태계에 이러한 통제가 존재하지 않을 때 빠른 개체수 증가와 함께 침습적이 될 수 있습니다.[50]
벡터
토종이 아닌 종은 많은 매개체를 가지고 있지만 대부분은 인간 활동과 관련이 있습니다. 자연 범위 확장은 일반적이지만 인간은 자연력보다 더 빠르고 먼 거리에서 표본을 운반하는 경우가 많습니다.[51] 선사시대 인류가 폴리네시아에 태평양 쥐(Rattus exulans)를 도입했을 때 초기 인간 매개체가 발생했습니다.[52]
벡터에는 원예를 위해 수입되는 식물이나 종자가 포함됩니다. 애완동물 거래는 동물들이 탈출하여 침입할 수 있는 국경을 넘어 이동합니다. 유기체는 운송 차량에 떠밀려 갑니다. 부수적인 인체 보조 전달은 극지방을 제외한 도입의 주요 원인입니다.[53] 질병은 침입성 곤충에 의해 매개될 수 있습니다: 아시아 감귤류는 박테리아 질병 감귤류 녹색을 가지고 있습니다.[54] 새로운 사이트에 침입 전파자가 도착하는 것은 사이트의 불가능성에 대한 기능입니다.[55]
일단 그 지역에서 지배적인 많은 침입종들은 그 지역의 생태계에 필수적이 되고, 그들의 제거는 해로울 수 있습니다.[56] 경제학은 외래종 도입에 중요한 역할을 합니다. 귀중한 중국산 작은 게에 대한 높은 수요는 외국 해역에서 의도적으로 방류할 수 있는 가능성에 대한 한 가지 설명입니다.[57]
수중 환경 내에서
해양 무역은 해양 생물이 해양 내에서 운송되는 방식에 빠르게 영향을 미쳤습니다. 새로운 종 운송 수단에는 선체 오염과 밸러스트 물 운송이 포함됩니다. 사실, Molnar et al. 2008은 수백 종의 해양 침입종의 경로를 문서화하고, 운송이 침입종의 이동을 위한 지배적인 메커니즘임을 발견했습니다.[58]
많은 해양 유기체는 선박 선체에 부착할 수 있습니다. 이러한 유기체는 한 수역에서 다른 수역으로 쉽게 운반되며 생물학적 침입 사건의 중요한 위험 요소입니다.[59] 선박 선체 오염에 대한 통제는 자발적이며 현재 선체 오염을 관리할 수 있는 규정이 없습니다. 그러나 캘리포니아와 뉴질랜드 정부는 관할 구역 내에서 선박 선체 오염에 대해 더 엄격한 통제를 발표했습니다.[60]
비토종 수생종의 또 다른 매개체는 바다에서 흡수되어 해양 횡단 선박에 의해 항구로 방출되는 밸러스트 물입니다.[61][62] 하루에 약 10,000종이 밸러스트 물을 통해 운송됩니다.[63] 이것들 중 많은 것들이 해롭습니다. 예를 들어, 유라시아의 민물 얼룩말 홍합은 밸러스트 물을 통해 오대호에 도달했을 가능성이 높습니다.[64] 이들은 산소와 먹이에서 토종 생물보다 경쟁력이 뛰어나고, 빈 밸러스트 탱크에 남겨진 작은 웅덩이에서 운반될 수 있습니다.[61] 규제는 이러한 위험을 완화하려고 [65][66]시도하지만 항상 성공적인 것은 아닙니다.[67]
기후 변화는 해양 온도의 증가를 야기하고 있습니다. 이것은 차례로 유기체의 범위 이동을 야기할 것이고,[68][69] 이는 새로운 종의 상호 작용이 발생함에 따라 환경에 해를 끼칠 수 있습니다. 예를 들어, 온대 지역에서 열대 해역을 거쳐 이동하는 선박의 밸러스트 탱크에 있는 유기체는 20°C에 달하는 온도 변동을 경험할 수 있습니다.[70] 운송 중 열 문제는 설립자 개체군의 증가된 해양 온도와 같이 두 번째로 가해지는 열 스트레스에서 살아남을 유전자형을 선택함으로써 비토종 범위에 있는 종의 스트레스 내성을 향상시킬 수 있습니다.[71]
산불과 소방의 영향
침입종은 종종 생태계(산불, 도로, 산책로)에 대한 방해를 이용하여 지역을 식민지화합니다. 큰 산불은 토양을 살균하는 동시에 영양소를 추가할 수 있습니다.[14] 뿌리에서 재생할 수 있는 침입성 식물은 번식을 위해 종자에 의존하는 원주민에 비해 이점이 있습니다.[43]
부작용
에 관한 시리즈의 일부 |
오염 |
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침입종은 침입한 서식지와 생물 지역에 악영향을 미쳐 생태학적, 환경적 또는 경제적 피해를 일으킬 수 있습니다.[72]
생태학적
유럽 연합은 "침습 외래종"을 자연 분포 지역 밖에 있고 생물학적 다양성을 위협하는 종으로 정의합니다.[73][74] 생물 침입은 전 세계 생물 다양성 손실의 5대 요인 중 하나이며 관광 및 세계화로 인해 증가하고 있습니다.[75][76] 검역 및 평형수 규칙으로 상황이 개선되었지만, 이는 부적절하게 규제된 담수 시스템에서 특히 사실일 수 있습니다.[77]
침입종은 경쟁적 배제, 틈새 이동 또는 관련 토착종과의 교잡을 통해 지역 토착종을 멸종으로 몰고 갈 수 있습니다. 따라서, 그들의 경제적인 영향 외에도, 외계인의 침입은 도입 장소에서 생물군의 구조, 구성 및 세계적인 분포에 광범위한 변화를 초래하여 궁극적으로 세계 동식물의 균질화와 생물 다양성의 손실을 초래할 수 있습니다.[78][79] 예를 들어 약 90종의 양서류 종의 멸종이 국제 무역에 의해 퍼진 키트리드 균류에 의해 발생했다는 강력한 증거가 있지만 멸종을 종의 침입으로 명확하게 돌리기는 어렵습니다.[80]
자수정 보석 조개와 유럽산 청게의 도입과 마찬가지로 다양한 비토종 종의 연속적인 도입은 전체 효과를 악화시킬 수 있습니다. 보석 조개는 1세기 전 미국 동부 해안에서 캘리포니아 보데가 항구로 유입되었습니다. 그 자체로는 토종 조개를 대체한 적이 없습니다(Nutricola spp.). 1990년대 중반, 유럽산 청게가 도입되면서 토종 조개를 희생시키면서 자수정 보석이 증가했습니다.[81]
침입종은 생태계의 기능을 변화시킬 수 있습니다. 예를 들어, 침입 식물은 토착 생태계의 화재 체계(치트그래스, 브로머스 텍토룸), 영양 순환(평활한 코드그래스 스파르티나 얼터니플로라), 수문학(타마릭스)을 변화시킬 수 있습니다.[82] 희귀 토착종과 밀접한 관련이 있는 침입종은 토착종과 교잡할 가능성이 있습니다. 교잡의 해로운 영향은 토착종의 감소와 심지어 멸종으로 이어졌습니다.[83][84] 예를 들어, 도입된 코드그래스인 Spartina alterniflora와의 교잡은 샌프란시스코 만의 캘리포니아 코드그래스(Spartina foliosa)의 존재를 위협합니다.[85] 침입종은 토착종의 경쟁을 야기하고 이로 인해 멸종위기종법에 따른 멸종위기종 958종 중 400종이 위험에 처해 있습니다.[86]
의도하지 않은 산림 해충 종과 식물 병원체의 도입은 산림 생태를 변화시키고 목재 산업에 피해를 줄 수 있습니다. 전반적으로 미국의 산림 생태계는 외래 해충, 식물 및 병원체에 의해 광범위하게 침범받고 있습니다.[87][88]
아시아긴뿔풍뎅이(Anoplophora glabripennis)는 1996년에 미국에 처음 도입되었고, 수백만 에이커의 단단한 나무를 감염시키고 손상시킬 것으로 예상되었습니다. 2005년 기준으로 이 해충을 근절하고 영향을 받은 지역의 수백만 그루의 나무를 보호하기 위해 3천만 달러가 지출되었습니다.[89] 털복숭이 아델지드는 오래된 가문비나무, 전나무, 헴록 숲에 피해를 입히고 크리스마스 트리 산업에 피해를 입혔습니다.[90] 밤마름병과 느릅나무병은 심각한 영향을 미치는 식물 병원체입니다.[91][92] 마늘겨자, 알리아리아 페티올라타(Alliaria petiolata)는 북미 동부 숲에서 가장 문제가 되는 침입성 식물종 중 하나로, 지하층에 대한 침입성이 높아 나무 묘목의 성장 속도를 떨어뜨리고 숲의 나무 구성을 변형시킬 위협이 있습니다.[93]
토착종은 유전자 오염 과정을 통해 멸종[94] 위협을 받을 수 있습니다. 유전적 오염은 의도하지 않은 교잡 및 침입이며, 이는 도입된 종의 수치적 또는 적합성 이점의 결과로 국소 유전자형의 균질화 또는 대체로 이어집니다.[95] 유전적 오염은 이전에 분리된 종들이 새로운 유전자형과 접촉하는 도입 또는 서식지 변형을 통해 발생합니다. 침입종들은 놀라울 정도로 짧은 시간 안에 새로운 환경에 적응하는 것으로 나타났습니다.[94] 침입종의 개체수는 몇 년 동안 작게 유지되었다가 개체수가 폭발적으로 증가할 수 있는데, 이 현상을 "시차 효과"라고 합니다.[82]
침입종과 토착종의 교배로 인한 잡종은 시간이 지남에 따라 유전자형을 유전자 풀에 통합할 수 있습니다. 마찬가지로, 어떤 경우에는 작은 침입 개체군이 훨씬 더 많은 토착 개체군을 위협할 수 있습니다. 예를 들어, 스파르티나 알터니플로라는 샌프란시스코 만에 도입되어 토종 스파르티나 폴리오사와 교배되었습니다. 침입종의 꽃가루 수와 수컷 적합성이 높을수록 꽃가루 수가 적고 토착종의 생존력이 낮기 때문에 토착 개체군을 위협하는 침입이 발생했습니다.[96] 적합성 감소는 형태학적 관찰만으로 항상 명확하지는 않습니다. 어느 정도의 유전자 흐름은 정상이며, 유전자와 유전자형의 별자리를 보존하고 있습니다.[84][97] 그 예로 붉은 늑대가 재도입된 노스캐롤라이나 동부 지역에서 이동하는 코요테와 붉은 늑대의 교배가 이루어져 붉은 늑대의 수가 감소한 것을 들 수 있습니다.[98]
환경의
남아프리카 케이프타운 지역에서는 목마른 외래 식물 침입(오스트레일리아 아카시아, 소나무, 유칼립투스 등) 제거를 통한 우선 공급원 물 하위 포획물의 복원이 가능하다는 분석 결과가 나왔습니다. 그리고 호주산 검은멧돼지)는 통상적인 상황과 비교하여 5년 이내에 500억 리터의 연간 물 증가를 예상할 수 있습니다(케이프 타운은 상당한 물 부족을 경험하기 때문에 중요합니다). 이는 현재 도시의 공급 수요의 1/6에 해당하는 양입니다. 이러한 연간 이익은 30년 이내에 두 배로 증가할 것입니다. 집수 복원은 다른 물 증강 솔루션(대체 옵션 단위 비용의 1/10)보다 훨씬 비용 효율적입니다.[99] 물 기금이 설립되어 이러한 외래종이 근절되고 있습니다.[100]
인간의 건강
침입종은 인간의 건강에 영향을 미칠 수 있습니다. 생태계 기능의 변화(생물군집의 균질화로 인한)로 인해 침입종은 자원 가용성 감소, 인간 질병의 제약 없는 확산, 레크리에이션 및 교육 활동 및 관광을 포함한 인간 복지에 부정적인 영향을 초래했습니다.[101][102] 외래종은 인간 면역결핍 바이러스(HIV), 원숭이 수두, 중증 급성 호흡기 증후군(SARS)을 포함한 질병을 유발했습니다.[102]
침입종과 그에 따른 방제 노력은 장기적인 공중 보건에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 특정 해충 종을 처리하기 위해 적용된 살충제는 토양과 지표수를 오염시킬 수 있습니다.[89] 인간이 이전에는 외딴 생태계에 잠식되면서 HIV와 같은 이국적인 질병이 더 많은 인구에게 노출되었습니다.[89] 유입된 새(예: 비둘기), 설치류 및 곤충(예: 모기, 벼룩, 사슴 및 체체 파리 해충)은 인간 고통의 매개체 및 저장소 역할을 할 수 있습니다. 기록된 역사를 통해 말라리아, 황열병, 티푸스, 선페스트와 같은 인간 질병의 전염병이 이러한 매개체를 통해 확산되었습니다.[17] 최근에 소개된 질병의 예는 인간, 조류, 포유류, 파충류를 죽인 웨스트 나일 바이러스의 확산입니다.[103] 소개된 중국산 작은 게는 아시아 폐흡충의 매개체입니다.[64] 콜레라균(Vibrio cholerae)과 같은 수인성 질병 인자와 유해 녹조의 원인 인자는 종종 밸러스트 물을 통해 운반됩니다.[104]
경제의
전 세계적으로 침입종을 관리하고 통제하는 데 매년 1조 4천억 달러가 사용됩니다.[50] 침입종은 많은 국가에 재정적 부담이 될 수 있습니다. 침입종으로 인한 생태학적 저하로 인해 기능이 변경되고 생태계가 제공하는 서비스가 감소할 수 있습니다. 추가 비용은 생물학적 침입의 확산을 통제하고 추가적인 영향을 완화하며 생태계를 복원할 것으로 예상됩니다. 예를 들어, 1906년에서 1991년 사이에 미국에서 79종의 침입종에 의한 피해 비용은 미화 1200억 달러로 추정되었습니다.[102] 중국에서는 침입종이 중국의 국내총생산(GDP)을 연간 1.36% 감소시켰습니다.[105] 생물학적 침입 관리에는 비용이 많이 들 수 있습니다. 호주에서 침입성 잡초 종을 모니터링, 통제, 관리 및 연구하는 비용은 연간 약 1억 1,640만 호주 달러였으며 비용은 중앙 및 지방 정부에만 부과되었습니다.[102] 어떤 상황에서는 침입종이 경제적 수익과 같은 이점을 가질 수 있습니다. 예를 들어, 침입 나무는 상업적 임업을 위해 기록될 수 있습니다. 그러나 대부분의 경우 경제적 수익은 생물학적 침입으로 인한 비용보다 훨씬 적습니다.[106][102]
미국
오대호 지역에서 바다담비는 침입종입니다. 원래 서식지에서는 숙주를 죽이지 않는 기생충으로 함께 진화했습니다. 그러나 오대호 지역에서는 포식자 역할을 하며 12-18개월 동안 최대 40파운드의 물고기를 먹을 수 있습니다.[107] 바다등어는 호수 송어나 연어와 같은 모든 종류의 큰 물고기를 먹이로 삼습니다. 큰 물고기에 대한 바다 등잔디의 파괴적인 영향은 어업에 부정적인 영향을 미치고 일부 종의 개체수가 붕괴되는 데 도움이 되었습니다.[107]
침습종으로 인한 경제적 비용은 농업과 임업의 생산 손실을 통한 직접 비용과 관리 비용으로 구분할 수 있습니다. 미국 내 침입종의 추정 피해 및 방제 비용은 연간 1,380억 달러 이상에 달합니다.[89] 레크리에이션 및 관광 수익 손실을 통해 경제적 손실이 발생할 수 있습니다.[108] 침입의 경제적 비용을 생산 손실과 관리 비용으로 계산하면 환경 피해를 고려하지 않기 때문에 낮으며, 생물 종의 멸종, 생물 다양성의 손실, 생태계 서비스의 손실에 금전적 가치를 부여하면 침입 종의 영향으로 인한 비용이 급격히 증가할 것입니다.[89] 침습적 종 관리의 핵심은 조기 발견과 신속한 대응이라는 주장이 종종 제기됩니다.[109] 그러나 조기 대응은 침입종이 관리 지역에 자주 재도입되지 않고 대응 비용이 저렴할 때만 도움이 됩니다.[110]
잡초는 농업의 수확량을 감소시킵니다. 많은 잡초는 상업용 종자와 식물의 수입에 수반되는 우연한 도입입니다. 목초지에 도입된 잡초는 토종 마초 식물과 경쟁하거나 어린 소(예: 잎이 무성한 첨탑, Euphorbia virgata)를 위협하거나 가시와 가시(예: 노란색 별똥성)로 인해 불쾌합니다. 목초지의 침입성 잡초로 인한 마초 손실은 미국에서 거의 10억 달러에 달합니다.[89] 수분 매개체 서비스의 감소와 과일 생산 손실은 침입성 바로아 진드기에 감염된 꿀벌에 의해 발생했습니다. 도입된 쥐(Rattus rattus, R. norvegicus)는 저장된 곡물을 파괴하면서 농장에서 심각한 해충이[111] 되었습니다.[89] 미국 구불구불한 잎 광부 (리오미자 트리폴리)를 포함한 잎 광부 파리 (Agromyzidae)가 캘리포니아에 도입됨에 따라 이러한 침입종의 유충이 관상용 식물을 먹고 살기 때문에 캘리포니아의 꽃 재배 산업에 손실이 발생했습니다.[112]
식물 질병에 대한 침입성 식물 병원체 및 곤충 매개체는 농업 수확량을 억제하고 묘목에 해를 끼칠 수 있습니다. 감귤 녹화는 침입성 아시아 감귤류에 의해 매개되는 박테리아 질병입니다. 이에 따라 감귤류는 사일리드가 발견된 지역에서 검역을 받고 고도의 규제를 받고 있습니다.[54]
침입종은 낚시, 사냥, 등산, 야생동물 관람 및 수상 활동과 같은 야외 레크리에이션에 영향을 미칠 수 있습니다. 수질, 식물 및 동물 다양성, 종 다양성을 포함한 환경 서비스를 손상시킬 수 있지만 그 정도는 아직 연구되지 않았습니다.[113] 미국 일부 지역의 유라시아 물밀집(Myriophyllum spicatum)은 호수를 식물로 가득 채워서 낚시와 보트 타기를 복잡하게 만듭니다.[114] 소개된 공동 코키의 요란한 호출은 영향을 받는 하와이 인근 지역의 부동산 가치를 우울하게 합니다.[115] 캘리포니아에 침입한 거미 지겔라 x-notata의 거대한 거미줄은 정원 일을 방해합니다.[116]
유럽
1960년에서 2020년 사이에 유럽에서 침입 외래종의 전체 경제적 비용은 약 1,400억 달러(실제 실현되었을 수도 있고 그렇지 않았을 수도 있는 잠재적 비용 포함) 또는 780억 달러(실현된 것으로 알려진 관찰된 비용만 포함)로 추정되었습니다. 이러한 추정치는 매우 보수적입니다. 이러한 데이터를 기반으로 한 모델은 2020년 연간 약 1,400억 달러의 실제 비용을 제시합니다.[117]
이탈리아는 유럽에서 가장 침략을 많이 받은 나라 중 하나로, 약 3,000종 이상의 외래종이 서식하는 것으로 추정됩니다. 침입 외래종이 경제에 미치는 영향은 관리 비용, 작물 손실, 인프라 손상에 이르기까지 광범위했습니다. 1990년에서 2020년 사이에 이탈리아에 대한 침략으로 인한 전체 경제적 비용은 미화 8억 1,976만 달러(유로 7억 4,478만 달러)로 추정되었습니다. 그러나 기록된 15종만이 더 확실하게 추정된 비용을 가지고 있으므로 실제 비용은 앞서 언급한 합계보다 훨씬 클 수 있습니다.[118]
프랑스에는 최소 2,750종의 외래 유입 및 침입 외래종이 있습니다. Renault et al.(2021)은 98종의 침입 외래종에 대한 1,583건의 비용 기록을 얻었고, 1993-2018년 기간 동안 12억 달러에서 115억 달러 사이의 보수적인 총 비용을 유발했음을 발견했습니다. 이 연구는 프랑스를 침범하는 종에 대한 비용을 추정했지만 다른 국가에서만 보고되고 프랑스에서는 보고되지 않은 비용을 계산하여 1억 5,100만 달러에서 30억 3,000만 달러에 이르는 추가 비용을 산출했습니다. 관리비보다 피해비용이 8배 가까이 많았습니다. 곤충, 특히 아시아호랑이모기 흰줄숲모기 흰줄숲모기 흰줄숲모기 흰줄숲모기 흰줄숲모기 흰줄숲모기 흰줄숲모기 흰줄숲모기 흰줄숲모기. 이집트는 총 경제적 비용이 매우 높았으며, 비그라미노이드 육상 개화 및 수생 식물(Ambrosia Artemisiifolia, Ludwigia sp. 및 Lagarosiphon major)이 그 뒤를 이었습니다. 현재 프랑스에서 기록된 외래종의 90% 이상은 문헌에 보고된 비용이 없으며, 그 결과 분류학, 지역 및 활동 부문 적용 범위에 높은 편향이 나타났습니다. 그러나 보고서가 없다고 해서 부정적인 결과가 없으므로 비용이 발생하지 않는 것은 아닙니다.[119]
유리한 효과
곤충학자 Chris D. 토마스(Thomas)는 대부분의 도입된 종들이 중립적이거나 다른 종들과[120] 관련하여 유익하다고 주장하지만 이것은 소수 의견입니다. 과학계는 생물 다양성에 미치는 영향을 어디에서나 부정적으로 간주합니다.[121]
일부 침입종은 다른 유기체에게 적합한 서식지나 먹이 공급원을 제공할 수 있습니다. 토착종이 멸종되었거나 복원이 불가능한 지점에 도달한 지역에서는 비토종이 그 역할을 채울 수 있습니다. 예를 들어, 미국에서 멸종 위기에 처한 남서부 버드나무 파리잡이는 주로 토종이 아닌 타마리스크에 둥지를 짓습니다.[122] 소개된 메스키트는 인도에서 공격적인 침입종이지만 라자스탄의 우다이푸르와 같은 작은 도시에서 토종 물새들이 선호하는 보금자리입니다.[123] 마찬가지로, 리지웨이의 레일은 더 나은 덮개와 둥지 서식지를 제공하는 스파르티나 알터니플로라와 스파르티나 폴리오사의 침입성 잡종에 적응했습니다.[124] 호주에서는 멸종 위기에 처했던 바닷물 악어가 도입된 야생 돼지를 잡아먹으며 회복했습니다.[125]
비토종은 복원의 촉매 역할을 하여 생태계의 이질성과 생물 다양성을 증가시킬 수 있습니다. 이는 희박하고 침식된 생태계에 미세기후를 만들어 토착종의 성장과 재정립을 촉진할 수 있습니다. 예를 들어 케냐에서는 농지에 있는 구아바 나무가 많은 과일을 먹는 새들에게 매력적인데, 구아바 아래 2km(1.2mi)나 떨어진 열대 우림 나무에서 씨앗을 떨어뜨려 숲 재생을 장려합니다.[126]
비토종은 침입성 농업 해충의 영향을 제한하는 생물 방제제 역할을 하는 생태계 서비스를 제공할 수 있습니다.[122] 예를 들어, 아시아 굴은 체사피크 만의 토종 굴보다 수질 오염 물질을 더 잘 여과합니다.[127] 어떤 종은 너무 오래 전에 한 지역을 침범해서 그곳으로 귀화한 것으로 간주됩니다. 예를 들어, 개체군 유전자 분석에 의해 북미에서 침입종으로 나타난 꿀벌 라시오글로섬 류코조늄은 호박, 사과나무, 블루베리 덤불뿐만 아니라 사탕수수(Rubus spp.)의 중요한 수분 매개체가 되었습니다.[128][129] 미국에서 멸종 위기에 처한 테일러의 체커스팟 나비는 애벌레의 먹이 식물로 침입성 갈비뼈 식물에 의존하게 되었습니다.[130]
일부 침입은 잠재적인 상업적 이점을 제공합니다. 예를 들어, 은어와 일반 잉어는 사람의 음식을 위해 수확되어 이미 제품에 익숙한 시장으로 수출되거나 애완 동물 사료 또는 밍크 사료로 가공될 수 있습니다. 물 히아신스는 메탄 소화기에 의해 연료로 전환될 수 있으며,[131] 다른 침입 식물은 수확되어 바이오 에너지의 원천으로 사용될 수 있습니다.[132]
통제, 박멸, 연구
인간은 종 침입의 부작용을 치료할 만큼 충분히 다재다능합니다.[133][134][135] 대중은 지역에 영향을 미치는 침입종에 의해 동기 부여됩니다.[136] 외래종 개체군의 통제는 자연 생태계의 생물 다양성 보존에 중요합니다. 외래종을 통제하는 가장 유망한 방법 중 하나는 유전자입니다.[137]
화물검사 및 검역
원래 동기는 농산물 수출을 허용하면서 농산물 해충을 보호하는 것이었습니다. 1994년에 위생 및 식물 위생 조치의 적용에 관한 협정(SPS 협정)을 포함한 첫 번째 글로벌 표준 세트가 합의되었습니다. 이것들은 세계 무역 기구가 감독합니다. 국제해사기구(International Maritime Organization)는 선박 평형수 및 퇴적물의 제어 및 관리를 위한 국제협약(International Convention for the Ships Ballast Water and Sentimes)을 감독합니다. 주로 다른 보다 일반적인 환경 문제를 대상으로 하지만 생물다양성협약은 회원국들이 침입종을 통제하기 위해 취해야 할 몇 가지 조치를 명시하고 있습니다. CBD는 침입종의 환경적 결과에 대한 가장 중요한 국제 협약입니다. 대부분의 그러한 조치는 자발적이고 구체적이지 않습니다.[138]
스프레드 둔화
소방관들은 수생 침입종의 이동 위험으로 인해 자체 장비, 공공 수도 장비 및 민간 수도 장비의 오염 제거에 대한 책임을 지고 있습니다.[139] 미국에서는 특히 미국 서부에서 콰가와 얼룩말 홍합의 침입과 산불이 동시에 발생하기 때문에 야생 소방관들의 우려가 큽니다.[140][141][142][143]
생물종을 복원하는 중
섬 복원은 침입종의 근절을 다룹니다. 2019년 연구에 따르면 침입 동물의 박멸이 169개 섬에서만 수행되면 지구에서 가장 위협적인 육상 섬 척추동물의 9.4%의 생존 가능성이 향상될 것으로 예상됩니다.[144]
섬에서의 침습적 척추동물 박멸은 유엔의 지속가능한 개발 목표 15 및 관련 목표와 일치합니다.[145][146]
설치류들은 18세기에 봉인된 배와 포경선에 의해 남부 대서양의 한 섬인 사우스 조지아로 옮겨졌습니다. 그들은 곧 이 섬의 새 개체수에 큰 타격을 입혔고, 알을 먹고 병아리들을 공격했습니다. 2018년, 사우스 조지아 섬은 다년간의 박멸 노력 끝에 침입 설치류가 없는 것으로 선언되었습니다. 이 섬의 고유종인 사우스조지아 피펫과 사우스조지아 핀테일을 포함한 조류 개체수가 반등했습니다.[147][148]
대체과세
비토종은 이전에 토착종이 수행하던 생태공학적 역할을 채우기 위해 도입될 수 있습니다. 이 절차는 택손 대체로 알려져 있습니다.[122][149][150] 많은 섬에서 거북이 멸종으로 인해 종자 분산 및 초식동물과 관련하여 생태계에 문제가 발생했습니다. 모리셔스의 근해 섬에서는 현재 멸종된 거북이들이 키스톤 초식동물의 역할을 해왔습니다. 2000년과 2007년에 두 개의 섬에 토착종이 아닌 알다브라거북이를 도입함으로써 생태학적 균형을 회복하기 시작했습니다. 도입된 거북이는 여러 자생 식물의 종자를 분산시키고 있으며 침입성 식물 종을 선택적으로 방목하고 있습니다. 방목과 탐색은 계속되는 집중적인 수동 제초를 대체할 것으로 예상되며, 도입된 거북이들은 이미 번식하고 있습니다.[151]
그것들을 음식으로 사용함으로써.
개체수를 줄이기 위해 침입종을 먹는 관행이 탐구되었습니다. 2005년 코네티컷주 뉴헤이븐에 있는 미야스 스시의 분 라이 셰프는 침입종 전용의 첫 번째 메뉴를 만들었습니다. 그 당시 메뉴에 있는 품목의 절반은 아직 상업적으로 이용할 수 없었기 때문에 개념적이었습니다.[152] 2013년까지 미야는 체사피크 블루 메기, 플로리다 라이언피쉬, 켄터키 실버 잉어, 조지아 캐넌볼 해파리와 같은 침입성 수생 종과 일본 매듭풀과 가을 올리브와 같은 침입성 식물을 제공했습니다.[153][154][155][156] 하버드와 버몬트 대학의 환경 보호 생물학자이자 레이첼 카슨 환경상 수상자인 조 로만(Joe Roman)은 "침입자를 먹어라(Eat The Invaders)"라는 웹사이트를 운영하고 있습니다.[157][158][152] 회의론자들은 일단 외래종이 서대서양, 카리브해, 멕시코만 해역을 사실상 장악한 인도-태평양 사자고기처럼 새로운 곳에 자리를 잡게 되면, 거의 박멸이 불가능하다고 지적합니다. 비평가들은 소비를 장려하는 것이 해로운 종들을 더욱 광범위하게 퍼뜨리는 의도하지 않은 효과를 가져올 수도 있다고 주장합니다.[159]
침입 생물을 먹는 것을 지지하는 사람들은 카리브해 수도승 물개와 승객 비둘기와 같이 인간이 멸종할 때까지 사냥할 수 있었던 많은 동물들을 가리키면서 인간이 식욕이 있는 어떤 종도 잡아먹을 수 있는 능력이 있다고 주장합니다. 그들은 자메이카가 물고기의 소비를 장려함으로써 사자 물고기의 개체수를 크게 줄이는 데 성공했다고 더 지적합니다.[160]
21세기 들어 암초환경교육재단과 응용생태연구소를 비롯한 기관들은 침습종을 재료로 한 요리책과 요리법을 출간했습니다.[161][162] 유익한 식물 화학 물질과 식용 단백질의 지속 가능한 공급원으로 침입성 식물 종을 탐구했습니다.[163][164]
살충제
살충제는 침습을 통제하고 근절하는 데 일반적으로 사용됩니다.[165] 침입 식물에 사용되는 제초제에는 곰팡이 제초제가 포함됩니다.[165] 도입된 개체군의 효과적인 개체군 크기에 병목 현상이 발생하지만 일부 유전적 변이는 침입 식물에 이러한 곰팡이 생물 제초제에 대한 내성을 제공하는 것으로 알려져 있습니다.[165] Meyer et al. 2010은 생물학적 방제로 사용되는 Ustilago bullata에 대한 내성을 가진 Bromus tectorum의 침입 개체군을 발견하고 Bruckart et al. 2017은 Bipolaris microstegii 및 B. drechsleri의 대상이 되는 Microstegium vimineum에서도 동일한 것을 발견합니다.[165] 이것은 단지 침입성 식물 유전학의 특징이 아니라 잡초 리눔 마르기날과 그 곰팡이 병원체 멜람소라 리니와 같은 야생 식물에서 정상입니다.[165] 작물은 야생 토종 또는 침입성과 같은 통제되지 않는 식물에 비해 또 다른 단점이 있습니다.[165] 즉, 제품 생산량을 증가시키기 위해 영양소 섭취를 늘리기 위해 의도적으로 사육되기 때문입니다.[165]
유전자 드라이브
유전자 드라이브는 침입종을 제거하는 데 사용될 수 있으며, 예를 들어 뉴질랜드에서 침입종을 제거하는 방법으로 제안되었습니다.[166] 생물다양성 보존을 위한 유전자 드라이브는 GBIRD(Genetic Biocontrol of Invasive Rudents) 프로그램의 일환으로 연구되고 있는데, 이는 전통적인 침입종 제거 기술과 비교할 때 비표적 종에 대한 위험을 줄이고 비용을 절감할 수 있는 잠재력을 제공하기 때문입니다.[167] 공익을 위한 유전자 드라이브 연구의 가치에 대한 인식을 높이기 위해 유전자 드라이브 연구를 위한 더 넓은 아웃리치 네트워크가 존재합니다.[168] 일부 과학자들은 이 기술이 토착 서식지의 종들을 쓸어버릴 수 있다고 우려하고 있습니다.[169] 이 유전자는 돌연변이를 일으켜 예기치 못한 문제를 일으키거나 [170]토착종과 교잡할 수 있습니다.[171]
호모 사피엔스
일부 자료들은 호모 사피엔스를 침입종으로 명명하지만,[172][173] 인간의 학습 능력과 행동 잠재력과 가소성에 대한 광범위한 인식은 그러한 고정된 분류에 반대할 수 있습니다.[134]
침입 식물 예측
대부분의 비토종 식물종의 도입은 의도적이기 때문에 비토종 식물의 영향을 정확하게 예측하는 것은 특히 효과적인 관리 옵션이 될 수 있습니다.[174][175][176]
잡초 위험 평가는 특정 식물이 새로운 환경에서 부정적인 영향을 미칠 가능성을 예측하려고 시도하며, 종종 표준화된 설문지를 사용합니다. 결과적인 총 점수는 "도입 방지"와 같은 관리 조치와 관련이 있습니다.[177][178] 평가는 일반적으로 평가된 종의 생리학,[177] 생활사,[178] 고유 범위 [179]및 계통 발생 관계에 대한 정보를 사용합니다. 이 접근법의 효과에 대해 논의되고 있습니다.[180][181]
참고 항목
참고문헌
귀속
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추가읽기
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- 유전공학으로 침입종과 싸워야 할까요?
- Sheppard, Andy; et al. (September 4, 2023). "The true damage of invasive alien species was just revealed in a landmark report. Here's how we must act". The Conversation.
외부 링크
- 북미 침습종 네트워크(North American Invasive Species Network)는 과학 기반 이해를 증진하고 비토종 침습종의 관리를 향상시키기 위해 조정된 네트워크를 사용하는 컨소시엄입니다.
- Great Britain Non-native Species Secretariat (NNNS) 웹사이트
- CABI Invasive Species Compendium, 과학 정보의 백과사전 리소스
- 침입종, 국립침습종정보센터, 미국 국립농업도서관
- 침습종 전문가 그룹 – 글로벌 침습종 데이터베이스
- 태평양 섬 생태계 프로젝트
- 온타리오 천연자원부와 온타리오 낚시꾼 및 사냥꾼 연합의 invadingspecies.com
- 아일랜드의 수생 침입종, 아일랜드 내수면 어업
- 벨기에 침입 외래종 벨기에 침입종 포럼(BFIS)