宅家之“便”：昆蟲學(xué)家發(fā)現(xiàn)9種蚤蠅新物種
新冠疫情導(dǎo)致的封鎖使世界各地的生物工作者都面臨著同樣的問(wèn)題，居家辦公要怎么推進(jìn)研究？要是在家也能做實(shí)驗(yàn)就好了——大家都這么想。兩位來(lái)自美國(guó)洛杉磯自然歷史博物館的昆蟲分類學(xué)家，Lisa Gonzalez博士和Brian Brown博士，真的這么做了。他們?cè)诩抑写蛟炝艘粋€(gè)簡(jiǎn)單的臨時(shí)實(shí)驗(yàn)室，并發(fā)現(xiàn)了9種蚤蠅新物種。
昆蟲分類學(xué)是干什么的，居然可以在家開展研究？
昆蟲分類學(xué)是一門研究昆蟲命名、鑒定、描述以及系統(tǒng)發(fā)育和演化的科學(xué)。對(duì)于許多研究而言，昆蟲分類是其工作展開的根基。
昆蟲是地球上數(shù)量最多，也是物種多樣性最高的動(dòng)物群體。雖然已有一百多萬(wàn)種物種記錄，但事實(shí)上，昆蟲仍有大量未知種類待人們?nèi)グl(fā)現(xiàn)、記述。昆蟲分類工作的基石為形態(tài)鑒定，鑒定中通常需要?jiǎng)冸x解剖特征器官部位，將其置于顯微鏡下檢視，以進(jìn)行種間昆蟲的形態(tài)差異比較。這種名為經(jīng)典分類學(xué)手段的鑒定操作頗有一些手藝活的意味。一方面，解剖操作需要一定的練習(xí)，另一方面，即使是識(shí)別已經(jīng)準(zhǔn)備好的鑒定材料，也需要一定的經(jīng)驗(yàn)積累。
中國(guó)昆蟲分類學(xué)泰斗楊集昆先生生前與夫人在家整理昆蟲標(biāo)本（圖源:集昆記）
由于類群之間特征選取的差異，即使是分類學(xué)家，也很少有人能夠快速準(zhǔn)確地鑒定來(lái)自多個(gè)不同類群的昆蟲。幸而DNA條形碼技術(shù)隨著遺傳學(xué)手段的進(jìn)步應(yīng)運(yùn)而生——人們發(fā)現(xiàn)，可以使用特征基因片段作為一個(gè)物種的身份證，通過(guò)對(duì)該基因片段的測(cè)序比對(duì)，對(duì)物種進(jìn)行鑒定。在前期數(shù)據(jù)積累足夠的前提下，使用DNA條形碼技術(shù)可以快速、有效地對(duì)物種進(jìn)行鑒定，它也是昆蟲分類學(xué)家研究開展的重要手段。
昆蟲分類學(xué)的一個(gè)重要應(yīng)用是進(jìn)行有害生物檢驗(yàn)檢疫工作，準(zhǔn)確、快速的鑒定可以使海關(guān)迅速地判斷貨品和行李中是否存在可能對(duì)本地造成危害的昆蟲，在保護(hù)本地生態(tài)環(huán)境，預(yù)防外來(lái)病蟲害入侵的同時(shí)，保障貿(mào)易的時(shí)間效率。昆蟲分類也是不少研究開展的前提。以害蟲防治為例，前段時(shí)間新聞中受到大量關(guān)注的草地貪夜蛾與非洲沙漠蝗，如要對(duì)它們展開防治研究，首要保證的就是要能夠可靠、高效地將它們與相近類群昆蟲區(qū)分開來(lái)。
除了這些直接性的應(yīng)用，昆蟲的物種多樣性，是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要評(píng)估參數(shù)。出于對(duì)自然的好奇心，更出于保護(hù)與合理利用生物資源的愿望，世界各地活躍著一群低調(diào)的分類工作者，在堅(jiān)持這項(xiàng)看起來(lái)“不起眼”的工作，即：調(diào)查各地各種各樣的環(huán)境里，生存著什么樣的昆蟲，探尋它們演化的歷史。
可以想像，因?yàn)樾枰脑O(shè)備和試劑都不適于在家庭環(huán)境中使用，DNA的獲取與測(cè)序難以在家實(shí)現(xiàn)。但如果我們把工作回歸經(jīng)典分類學(xué)，事情就不一樣了。
在家存放DNA提取試劑是不現(xiàn)實(shí)的，但存放用酒精保存的昆蟲標(biāo)本并不會(huì)帶來(lái)比在家放瓶酒更大的安全隱患，處理標(biāo)本所需的氫氧化鈉溶液或乳酸所需的安全存放條件在家也可以實(shí)現(xiàn)，其他所需要的設(shè)備，包括相機(jī)、顯微鏡和解剖針，也都可以從研究室?guī)Щ丶沂褂谩?br style="box-sizing: border-box;"/>
Lisa Gonzalez和Brian Brown便是用一百余年來(lái)前輩分類學(xué)家們一直使用的經(jīng)典分類學(xué)方法，疫情宅家期間完成了9種新昆蟲的發(fā)現(xiàn)。
把握好，疫情也許是個(gè)潛心鉆研的契機(jī)
對(duì)于可以接觸到標(biāo)本和設(shè)備，以及文獻(xiàn)資料的昆蟲分類工作者來(lái)說(shuō)，疫情防控封鎖幾乎是提供了一個(gè)潛心鉆研工作的契機(jī)。
要知道，昆蟲分類工作看似簡(jiǎn)單，實(shí)際并不輕松。工作的展開需要閱讀大量的分類文獻(xiàn)，厘清其提供的信息，以發(fā)現(xiàn)其中的問(wèn)題，并明確解決問(wèn)題的思路。許多重要的分類學(xué)文獻(xiàn)都是使用法語(yǔ)、德語(yǔ)、西語(yǔ)和俄語(yǔ)撰寫的，且沒(méi)有可替代的英文文獻(xiàn)。此外，文獻(xiàn)中記述的一些信息，需要調(diào)查相關(guān)背景資料才能夠理解。
譬如，一些記述中國(guó)昆蟲物種文獻(xiàn)，由于由外國(guó)人完成，記述分布使用的地名多為外語(yǔ)拼成的擬音詞記述，理解存在一定的難度。一些特殊地名存在時(shí)間很短，如一些1932年至1945年的物種記錄，會(huì)出現(xiàn)類似“新京”（今長(zhǎng)春）這樣的分布地點(diǎn)記述，需要查閱相關(guān)歷史資料，才能核實(shí)比對(duì)。因此，昆蟲分類文獻(xiàn)的閱讀具有一定的難度，也考驗(yàn)人的耐心。分類成果的系統(tǒng)整理工作多較為細(xì)碎，文稿的撰寫往往需要整段的時(shí)間，才能夠推進(jìn)。因此，昆蟲分類工作很難在瑣事較多時(shí)獲得進(jìn)展。然而，在疫情防控期間，很多平時(shí)不得不參與的瑣事或消失了，或不得不往后推延，因而，一些分類學(xué)家也樂(lè)得享受這段時(shí)光，在過(guò)去的幾個(gè)月里成果頗豐。
而對(duì)于另一部分人來(lái)說(shuō)，這也是一個(gè)很好的思考的時(shí)期，可以去補(bǔ)充學(xué)習(xí)一些之前想了解，卻一直沒(méi)有時(shí)間去系統(tǒng)學(xué)習(xí)的知識(shí)。在我對(duì)同行進(jìn)行的一個(gè)微型采訪中，一位研究人員表示，自己的研究方向正在從物種地理分布的演化，轉(zhuǎn)向生物多樣性評(píng)估，這需要補(bǔ)充許多生態(tài)學(xué)知識(shí)，之前一直沒(méi)有找到合適的時(shí)間去學(xué)習(xí)，但這段時(shí)間在家，他終于完成了自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)。
居家辦公對(duì)于昆蟲分類學(xué)家而言，也是不可持續(xù)的
昆蟲分類學(xué)家都可以將工作帶回家嗎？
遺憾的是，這個(gè)問(wèn)題的答案是否定的，不是所有人都可以把分類工作帶回家。
事實(shí)上，Gonzalez博士在家使用的顯微鏡并不足以讓她完成這次的分類鑒定工作，因此，她在進(jìn)行基礎(chǔ)的分類工作后，將標(biāo)本移交給能夠使用分辨率與放大倍數(shù)更高的顯微鏡的Brown博士進(jìn)行進(jìn)一步鑒定。
分類研究對(duì)于工作場(chǎng)所的依賴度并不比其他研究小。顯微鏡的價(jià)格有高有低，對(duì)于一些體型極小，或特征部位極小的昆蟲而言，觀察鑒定工作往往需要使用高精度的設(shè)備，這些設(shè)備在不便移動(dòng)的同時(shí)往往價(jià)格高昂；拍攝昆蟲特征圖的相機(jī)也動(dòng)輒上萬(wàn)。一般情況下，這些設(shè)備都是大家共用的，絕大多數(shù)研究單位不允許員工將設(shè)備帶回家，避免潛在的設(shè)備損壞風(fēng)險(xiǎn)和公平性問(wèn)題。此外，就國(guó)內(nèi)情況來(lái)講，很少有研究者家里有足夠的空間，可以在家看標(biāo)本。無(wú)論國(guó)內(nèi)外，包括Gonzalez博士和Brown博士所在的美國(guó)，大部分有分類學(xué)科的單位，無(wú)論是大學(xué)、研究所，還是自然博物館，在疫情期間都選擇的是控制人口密度，讓大家輪流去實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行必需的工作，或者干脆徹底關(guān)閉。
大部分分類工作者其實(shí)和其他生物工作者一樣，這段時(shí)間的工作主要集中在整理之前的研究成果和撰寫論文專著。
疫情發(fā)生之后，他們并不能去采集新的標(biāo)本。他們?cè)谘芯恐惺褂玫臉?biāo)本，是在疫情發(fā)生前采集到的，其實(shí)從某種角度來(lái)說(shuō)，和沒(méi)有處理的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很類似，都是有限的，通過(guò)前期工作獲得的研究基礎(chǔ)。
野外掃網(wǎng)采集昆蟲的青年昆蟲分類者（攝影/王亮）
野外掃網(wǎng)采集昆蟲的青年昆蟲分類者（攝影/王亮）
這樣的情況是普遍的。這次疫情給昆蟲分類學(xué)家工作的基礎(chǔ)，標(biāo)本采集，帶來(lái)了致命的影響。不少歐美昆蟲分類工作者研究的是物種多樣性豐富度相對(duì)較高的東南亞、南美和非洲的熱帶雨林環(huán)境，疫情的發(fā)生使他們無(wú)法進(jìn)行跨國(guó)旅行，也就沒(méi)有辦法獲得新的研究材料，研究短期內(nèi)可以維持，但長(zhǎng)期來(lái)講不可持續(xù)。中國(guó)分類學(xué)工作者也面臨著相似的情況，雖然由于中國(guó)物種多樣性調(diào)查尚存較大的空缺，多數(shù)中國(guó)分類學(xué)工作者目標(biāo)調(diào)查的地點(diǎn)在國(guó)內(nèi)，但中高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)的研究人員這方面的工作也只能停擺。昆蟲成蟲壽命多很短，大部分昆蟲類群只有在夏季，甚至夏季的一小段時(shí)間較為活躍，易于采集。過(guò)了六月，只能在初夏展開的采集工作，就只能等來(lái)年了。因此，一些研究人員開始轉(zhuǎn)移自己的研究方向，如將研究重心調(diào)整到城市昆蟲學(xué)，研究周圍的昆蟲，以減輕不能遠(yuǎn)途旅行產(chǎn)生的影響。
此外，分類工作中不可缺少的，對(duì)模式標(biāo)本的檢視，在家同樣難以實(shí)現(xiàn)的。
由于一些昆蟲特征只有在干制標(biāo)本上才能觀察到，因此，模式標(biāo)本，也就是每個(gè)物種的定名標(biāo)本，物種鑒定所必需的比照對(duì)象，都是干制的。遠(yuǎn)距離運(yùn)輸這樣的標(biāo)本很危險(xiǎn)，一個(gè)急剎車帶來(lái)的振動(dòng)，就可能會(huì)對(duì)標(biāo)本造成損傷。出于對(duì)標(biāo)本的保護(hù)，如需觀察干制標(biāo)本，研究者通常必須走訪該標(biāo)本的館藏地。在疫情期間，這樣的走訪不能進(jìn)行。
疫情前檢視大英自然歷史博物館標(biāo)本館藏的昆蟲分類學(xué)研究生
就研究工作本身的性質(zhì)而言，交流是必不可少的，對(duì)于研究人員來(lái)說(shuō)，學(xué)術(shù)會(huì)議是一個(gè)和同行交流的重要途徑。然而在疫情的沖擊下，許多會(huì)議都將延后舉辦，比如，對(duì)于中國(guó)昆蟲分類學(xué)家而言十分重要的全國(guó)昆蟲區(qū)系分類會(huì)。此外，據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)劉星月教授所述，原定于2020年在芬蘭舉辦的國(guó)際昆蟲學(xué)會(huì)議，和原定于2021年在巴西舉辦的國(guó)際脈翅目昆蟲研究會(huì)議，也都將因疫情順延一年。一些即將博士畢業(yè)，或處于博后階段的分類學(xué)工作者表示，這些會(huì)議本來(lái)是他們結(jié)交人脈、尋找未來(lái)工作的好機(jī)會(huì)，會(huì)議的延后會(huì)對(duì)他們的下一步發(fā)展產(chǎn)生一定的消極影響。
此外，除了行業(yè)內(nèi)的一些問(wèn)題，昆蟲分類工作者們也多少都遇到了居家辦公時(shí)因孩子分心，長(zhǎng)期封閉引發(fā)焦慮，辦公資料無(wú)法帶回家工作受限等普遍存在的問(wèn)題。
