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瘿蜂(Cynipoidea):自然博物馆的珍宝

时间:2023-10-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:瘿蜂是寄生物种。瘿由植物组织构成,但受到瘿蜂的控制。因栎丽瘿蜂形成的一种生长在橡树树枝上的木质瘿,看起来像一个光滑的圆形坚果,以奇怪的方式包裹在木头周围。孤雌生殖瘿蜂在夏栎的叶芽中产卵。常见的五角蜂造成的瘿是在橡树叶的底部覆盖上紫色的小圆盘,就像飞溅的油漆。灌木橡树上的喙状细枝瘿蜂在树枝上形成鲜红的几乎是正球形的瘿,瘿上覆盖着蛋黄色的斑点,顶端还有一个突出。

瘿蜂(Cynipoidea):自然博物馆的珍宝

2015年9月,马修·巴芬顿(Matthew Buffington)驾驶着一辆装有空调雪佛兰货车向东行驶,窗外炎热难耐。在美国亚利桑那州南部,山丘和台地红橙相映,在车的两边缓缓延展。巴芬顿是寄生性瘿蜂的专家,也是美国农业部系统昆虫学实验室的昆虫学家。他通常待在华盛顿特区的美国国家自然历史博物馆的实验室里,但在2015年夏天结束后,他进行了一次自驾游

他说:“我开着我们的实验用厢式货车,从华盛顿特区到加州学院,沿途收集了很多重要藏品,大量存放在酒精里的标本无法托运。我不停地把这些东西搬到车上,我来这里的部分原因是去参观我从未见过的藏品。”

巴芬顿在两周内开了7000多英里:从华盛顿特区向西,穿过整个美国到达旧金山,向南几乎到了墨西哥边境,然后又回到华盛顿特区,又进行了一次路途遥远的、环绕美国的征程。巴芬顿的厢式货车后面存放着大约有350万件来自马达加斯加和其他难以到达的地方的昆虫标本,大部分是黄蜂甲虫,是他几天前从旧金山的加州科学院带回来的。巴芬顿说,评估它们都要花费总共数年的时间,更不要说把它们都进行描述和确认特征了。

但是,当巴芬顿向东驱车穿过图森市,到达得克萨斯州的大学城,又到达密西西比时,他想起了犹他州的洛根。洛根是犹他州北部的一个小镇,就像整齐有序的网格,横跨过平坦的山谷。她位于爱达荷州南部边界附近,东面被瓦萨奇山脉——一个从谷底陡然升起的、向南延伸近200英里的低矮的山峰带——的北部边界所包围。洛根的东侧是犹他州立大学的校园,从这里可以将山脉尽收眼底。美国农业部的蜜蜂研究机构也在洛根,那里有着世界上最大的蜜蜂标本藏品库。“它太庞大了,令人难以置信。”巴芬顿说。他去洛根是为了收集一个同事最近在玻利维亚、秘鲁和西南部沙漠收集到的、保存在酒精中的标本。他说:“然而当我到达那里时,他多多少少还没做好准备。冰箱一团糟,东西都杂乱无章。”

在对一个管理不善的冷库进行了短暂的整理之后,巴芬顿决定查看一下被钉住的蜜蜂和黄蜂标本——它们都被昆虫专用的别针别住了。

2015年,就在他的自驾游之前,他和他的同事们在《动物之谜》(ZooKeys)杂志上发表了一篇关于非洲热带瘿蜂(一种数量多且多样化的小型黑翅昆虫)的长达177页的长篇专题论文。为了完成这项工作,他们观察了世界各地收集的标本,包括柏林、布鲁塞尔布达佩斯、开普敦、汉堡伦敦、内罗毕、巴黎、旧金山、斯德哥尔摩、华盛顿特区等地,并将其作为重要依据。它们来自世界上最广博、历史最悠久的藏品库,而不是来自像犹他州洛根这样不可思议的地方。尽管从这些藏品库中借来了数百个标本,但有几个先前描述过的非洲热带瘿蜂物种却不见了。巴芬顿虽然知道它们是存在的,但不能把它们写进专著中。瘿蜂实在是太稀有了,他找不到具有代表性的博物馆标本。

再说回洛根,巴芬顿说:“我在橱柜里搜寻,找到了自己感兴趣的藏品,然后就把抽屉拉出来。”很快,他就对专门存放瘿蜂的抽屉数量感到惊讶。他说,大多数中等大小的昆虫藏品,可能都有几个装满了标本的抽屉。巴芬顿说:“有500~2000个标本,相对于我们的目标,这还太少,太微不足道了。这样的想法基本上是事后诸葛亮。在洛根大概有20个抽屉的瘿蜂标本。”

巴芬顿像研究人员在图书馆书架上浏览书籍一样,在不同属之间浏览标本,然后找到了未分类的材料。他说:“这里有来自撒哈拉以南非洲各地的大量标本,大部分来自莫桑比克、南非、安哥拉——最近还没有人去这些地方收集。收集者都是蜜蜂实验室的工作人员,他们走遍世界各地收集蜜蜂。在这种情况下,他们似乎把所有东西都保留了下来。他们没有丢弃或忽视非蜜蜂的昆虫,而是把它们都带了回来。”

大部分标本收集于20世纪50年代和60年代。还有更古老的标本,最古老的是在1923年收集的。

瘿蜂是膜翅目昆虫的一种,包括蜜蜂、黄蜂、蚂蚁和锯蝇。它们很小,和人们提起黄蜂时想到的那种典型的黑黄条纹昆虫一点也不一样。相反,它们是黑色的小飞虫——大多数只有几毫米长,最大的也只有8毫米长。它们不会叮人。和所有膜翅目昆虫一样,瘿蜂虽然有一些差异,但特别的解剖学结构都是一样的——有复眼的头部;包括胸部、翅翼和第一节腹部的中躯;最后是后体,也就是体积较大的腹部后段。

这组动物可以分为5类,洛根那些未分类的成千上万的标本只归类到科。

瘿蜂是寄生物种。雌性瘿蜂用产卵器将卵产在一株植物正在生长的部位,然后这株植物上就会形成瘿,植物的结构也变得非常独特,但这个过程目前还不清楚。瘿由植物组织构成,但受到瘿蜂的控制。从本质上讲,瘿蜂利用植物的构造来形成一个保护结构。弱小的瘿蜂幼虫在一个内部空间里安全成长,利用瘿和它的内容物作为庇护所和食物。

不同种类的瘿看起来是不同的。因栎丽瘿蜂(Callirhytis cornigera)形成的一种生长在橡树树枝上的木质瘿,看起来像一个光滑的圆形坚果,以奇怪的方式包裹在木头周围。孤雌生殖瘿蜂(Andricus foecundatrix)在夏栎(Quercus robur)的叶芽中产卵。在树枝上,一个花蕾被普通的叶子包围着,开始扭曲,生长在其中的昆虫迫使着自己变形,长成一个绿色的凹槽结构,就像一个微型朝鲜蓟。秋天,虫瘿和树叶一起掉到地上,幼虫在树下过冬。春天,成熟的黄蜂出现。瘿的种类不胜枚举。常见的五角蜂(Neuroterus quercusbaccarum)造成的瘿是在橡树叶的底部覆盖上紫色的小圆盘,就像飞溅的油漆。蔷薇瘿蜂用像长满苔藓的绿色针垫一样的瘿感染野蔷薇。瘿内部的木质核心包含几个腔室,每个腔室都有一个幼虫。其他瘿有的看起来像一片片黄色的珊瑚,有的看起来像带有奶油色螺旋条纹的褐色豌豆,有的看起来像挂在叶子上的棕色小水滴灌木橡树上的喙状细枝瘿蜂(Disholcaspis plumbella)在树枝上形成鲜红的几乎是正球形的瘿,瘿上覆盖着蛋黄色的斑点,顶端还有一个突出。

并不是所有的瘿蜂都会形成瘿。事实上,巴芬顿对这个大家庭中的物种特别感兴趣,因为其中有很多蜂寄生于其他昆虫,它们把卵产在幼虫身上,使这些昆虫在不知情的情况下成为宿主。有些时候,寄生蜂被有意引入农业生态系统,通过杀死害虫来保护有价值的作物。巴芬顿认为这些物种是对付农业害虫的有力武器。(www.xing528.com)

还有高寄生性瘿蜂,它们寄生于寄生虫中。雌性依靠长而灵活的产卵器把卵产在被占领的瘿的内部,当卵孵化时,幼虫以已在瘿内形成的成瘿幼虫为食。

洛根的标本都是钉好的:一根大头针穿过从纸板上剪下来的等腰三角形的底部,标本的一侧粘在离大头针最远的角上。这种方法稳固地支撑住标本,让昆虫学家能够看到标本的各个面。瘿蜂被保存在扎着一大堆大头针的盒子里。到处都有盛着像小而圆的坚果的虫瘿的容器。瘿蜂体形太小,人们无法通过肉眼观察到它们在解剖学上的细微差别,但在显微镜下,瘿蜂却十分美丽:通体黑色,呈流线型,就像一架微型战斗机;它那短而带翼的胸部在头部后方陡然升起,与光滑而厚实的多节腹部相接;后体像涂了清漆一样发亮。有些种类腰部较窄——后体通过一个长而细的腹柄连接在瘦长的中躯上,头部两侧的复眼像铬网一样闪闪发光。当巴芬顿看到每个标本下面标签的采集地点数据时,他惊呆了。他说:“我本来以为只能看到犹他州、爱达荷州、怀俄明州,没想到还看到了德兰士瓦、西开普。”

就在他看到它们——那些粘在三角形硬纸板上的小黑点——的那一刻,巴芬顿知道他看到的是许多新物种。“我打开抽屉时首先关注的一件事就是它有多满。这能告诉我有多少标本已经经过整理。如果空间充裕,就表明分类工作积压得不多,也表明大部分已经被确认种类。”

巴芬顿立刻注意到一件事:这些抽屉已经被收拾好了。这里的物种种类多得令人难以置信,从瘿蜂家族中最大的瘿蜂到几乎小得看不见的瘿蜂。他说:“这说明这个收藏十分全面,不止关注一个方面。它不单收藏一类,而是应有尽有。”事实上这个藏品库就连他2015年论文中没有写进去的稀有物种也包括在内。“这是一整个我没有写进论文的属,因为我们一直找不到任何代表标本,而现在我们在犹他州发现了收集于20世纪40年代的西开普的这些标本。你知道吗?我从来没想过有这样的事。”

美国国家自然历史博物馆昆虫系拥有3500多万份昆虫标本。其中的一些藏品——据估计甚至是大部分藏品——难免仍然无人知晓。大型昆虫收藏也是这样。巴芬顿说:“说到数量,我们只知道大约10%的昆虫的名字。博物馆里很有可能有一些没被描述的标本,它们仅仅是数字而已。”

而巴芬顿喜欢这种可能性。“我去大英博物馆时对他们发现的东西不是很感兴趣。那些东西通常是错误的,标签疑点重重。有个标签的地点数据写着‘阿根廷,1990年’——从科学角度上讲,这几乎是一个无用的标本。”

相反,他去一些存放着连名字都没有的标本的抽屉和柜子里进行观察。他说:“真正的实地考察,发现新事物的那一刻,都发生在我们所说的未分类的材料中。我们大多数人都花时间在四处参观藏品,因为我们知道,我们确实知道去到那里就能看到一些未被描述的东西。”话说回来,洛根的藏品是未分类的瘿蜂总科还没被开发的宝库。这种发现在职业生涯中只会有一次。巴芬顿说:“这些标本其实是顺带采集的。虽然它们不是目标的物群,但被保留了下来。而且它们不仅是被保留了,还被钉起来并附上标签。”

与许多其他标本不同,昆虫标本如果妥善储存和保养,是能保存很久的。他说:“由于角质层的存在,它们可以保存得非常好。只要一直保持干燥并避开阳光,昆虫标本可以保存150年之久,在初级研究中仍然可以使用。”

这些标本不仅完好无损,而且是原始标本。离开洛根时,巴芬顿把它们装进货车,小心翼翼地盖上毯子,然后继续驱车前行。他还有数千英里的路要走:向西北到达爱达荷州的博伊西装运更多的标本;到科瓦利斯、俄勒冈州,继续收集标本。几天后,他又从加州科学院获得了数百万件从马达加斯加采集的昆虫标本。亚利桑那州和新墨西哥州依旧酷热难挡,得克萨斯州、密西西比州、田纳西州,就连华盛顿特区也是热浪滚滚。

巴芬顿总共从蜜蜂实验室的藏品中借了大约5000件瘿蜂标本。据估计,在世界范围内有3000种瘿蜂。他估计在他位于华盛顿特区实验室的抽屉里有数百种未被描述的物种,现在它们等待他来研究。他说:“可能有250个新物种,两到三个新属。”没有人知道它们在洛根,这又是一个分类上的障碍如何延缓进展的例子。

巴芬顿说:“如果生命是美丽而完美的,世界上每一件标本都存储在一个巨大的中央计算机系统中,我就能知道它们在哪里。我们只是没有足够的人力来建立这些数据库。我们在很大程度上仍处于19世纪的藏品鉴别模式。你可能会认为,既然这些藏品是人建立的,这些物种应该已经为人所知了,但其实并不是。”

相反,巴芬顿的工作永无止境。这取决于前人的工作,而且永远做不完。他说:“坦白说,如果没有这些收藏,我不可能完成自己的研究。”即使是保存得最好的藏品库都有大量未经分类、鉴定的标本。“不为人所知的东西仍然存在,这点让人倍感欣慰。”

12.威廉·克拉克-麦金泰尔1939年在厄瓜多尔。图源:密歇根大学动物博物馆昆虫部的C. H.肯尼迪·奥多纳塔档案室。

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