一项新的遗传学研究为少量棕树蛇如何发展成全球破坏性最强的生物入侵之一提供了可能解释。布法罗大学和美国地质调查局的研究人员在蛇的脱氧核糖核酸中发现超过一万九千个结构变异，包括片段的重复、缺失和重新排列。相关成果发表在经过同行评议的科学进展期刊上，并于七月二十六日得到集中报道。研究团队强调，这些发现显示传统检测可能遗漏了重要的遗传差异。也就是说，一个表面看来遗传基础十分狭窄的种群，内部仍可能保存影响生存和适应的大型基因变化。新的分析并未把入侵成功归因于单一基因，而是揭示了过去未被充分测量的一整层多样性。
棕树蛇原产于澳大利亚和南太平洋地区，很可能在第二次世界大战后藏在军用货物中抵达关岛。它们扩散后，使多个本地森林鸟类种群在当地灭绝，而且至今仍干扰这个美国领地的电力系统。美国地质调查局表示，善于攀爬的蛇每年造成数百次停电，影响数千名居民。在关岛部分区域，其密度可达到每平方英里约三万条，生态和基础设施影响因而长期存在。蛇会爬上电线和电力设备，连接本应分开的带电部件，从而引发危险的电涌和停电。有关部门已经投入资源保护设施并防止棕树蛇扩散到其他岛屿，但这种动物依然是当地最典型的入侵物种问题之一。
这场入侵一直是生物学难题，因为科学家认为关岛种群最初只由少数蛇建立。如此严重的种群瓶颈通常会因近亲繁殖降低遗传多样性，并限制适应能力。研究团队采用长读长测序，以发现旧技术专注单个脱氧核糖核酸字母时可能漏掉的大规模变化。研究人员报告称，结构变异影响的基因组范围接近单个碱基对差异影响范围的八倍，说明仅观察微小变异并不足以描绘全部遗传潜力。长读长方法能够连续读取更长的基因组片段，因此可以识别整段材料被复制、删除、移动或重新组合的位置。研究人员把这种差别比作只逐字比较两本书，却没有注意到整段文字已经换位或出现重复。
这些变异特别集中在与免疫和嗅觉有关的基因中。蛇利用分叉的舌头收集化学信号，以便辨别方向和寻找猎物，因此嗅觉至关重要。研究人员指出，此前未受重视的多样性可能帮助关岛种群承受近亲繁殖，并对当地环境作出反应。这也可能与一项行为差异有关：棕树蛇在原生地区会捕食其他蛇，但在关岛很少发现同类相食的证据，较强的气味识别能力或许让它们把近亲辨认为同类而非猎物。不过，这一行为解释仍属于需要进一步实验检验的假设，现有结果主要证明相关基因区域存在异常丰富的结构变异。研究也没有声称每一个变异都能直接带来适应优势。
研究结果可能改变科学界评估入侵种群和濒危种群的方法。只测量较小的脱氧核糖核酸差异，可能低估遗传基础狭窄的种群持续生存或适应环境的能力；长读长测序则能揭示规模更大的重排。对于试图控制适应性入侵物种的机构，这种可能性令人担忧，因为少数个体建立的新种群也可能比预想中更有韧性。不过，结论也带来谨慎希望，因为一些数量较少且近亲繁殖的濒危物种，或许仍保留着常规调查未能显示的进化灵活性。这并不意味着小种群已经摆脱遗传衰退风险，而是表明保护生物学需要更完整地测量不同形式的变异。
这项研究尚不能确定结构变异是在棕树蛇抵达关岛前已经存在，还是在入侵后产生。大规模基因组变化通常需要许多代逐渐积累，但严重的种群瓶颈也可能加快部分变化。研究人员表示，下一步必须对原生地区的棕树蛇进行测序并作比较，从而判断哪些变异早已存在，哪些可能在关岛种群建立后出现。来自澳大利亚和南太平洋的样本还可以帮助检验结构多样性与免疫、嗅觉和行为之间的关系。在完成这些工作之前，目前成果只是确认了关岛入侵背后一个可信的遗传机制，既没有证明变异出现的具体时间，也不能保证其他物种一定呈现同样模式。
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