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51区亮相:发现失落物种原子狼蛛

时间:2023-10-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:1961年6月29日,在原子时代的鼎盛时期,蜘蛛学家威利斯·格茨正在试验基地收集蜘蛛。2016年,汉密尔顿在为了美国发现的物种而进行狼蛛的金背蜘蛛属的调整时,终于发现了它们。他把这种蜘蛛命名为Aphonopelma atomicum,即原子狼蛛。其中一个被简单地标记为“金背蜘蛛未命名”。1949年,他出版了一本名为《美国蜘蛛》的科普书。考虑到实际因素,汉密尔顿把他的项目范围限制在美国。

51区亮相:发现失落物种原子狼蛛

内华达试验基地位于拉斯维加斯西北约65英里的沙漠中。这是个阳光炙烤、气候干燥的地方,放眼望去,聚集成群的方形白色建筑拥挤在红土地上,周围偶尔还会有飞机跑道或停机坪。笔直的道路在沙漠中纵横交错,不知延伸到何方。从1951年1月开始,美国能源部在这里进行了总共近1000次的核试验,大部分是在地下进行的。

在试验场地的南端,也就是神秘的51区西南方向约20英里处,有一个平坦狭窄的山谷。它从北向南绵延7英里,地上仍然有凹坑,60年前进行的核测试留下的巨大圆形弹坑还遗留在那里。

1961年6月29日,在原子时代的鼎盛时期,蜘蛛学家威利斯·格茨(Willis Gertsch)正在试验基地收集蜘蛛。3个月后的1961年9月,“牛轧糖行动”(Operation Nougat)开始了对2600吨当量的“鹿角”(Antler)炸弹进行地下核试验。格茨设置陷阱,在弹坑之间深挖洞,把罐子埋进土里,希望蜘蛛掉进罐子里,然后被困在坑底。一开始,他捕获了一只黑色的小狼蛛,然后一个接着一个,又抓到了一些。那天,格茨收集了3只雌性狼蛛和15只雄性狼蛛,他把它们放在装满乙醇的小瓶子里来保存它们。后来,他把这些标本存放在他担任策展人的美国自然历史博物馆昆虫学藏品中。1961年8月,格茨再次来到测试基地,在碗状的弹坑中检查他的陷阱,寻找狼蛛的踪迹:地面上有一个深的圆形洞穴,像一个铅笔挖的洞,周围是精心堆起的塔状的土丘。那天他捕获了一只雄性狼蛛。

因为尺寸小,格茨收集到的这只蜘蛛显得非常独特。克里斯·汉密尔顿(Chris Hamilton)说:“它非常小,可以轻松地放在一枚25美分的硬币上。”他是位于盖恩斯维尔的佛罗里达自然历史博物馆的蜘蛛学家。自1961年以来,格茨的小瓶标本一直被保存在美国自然历史博物馆庞大的、流动性强的藏品中。2016年,汉密尔顿在为了美国发现的物种而进行狼蛛的金背蜘蛛属(Aphonopelma)的调整时,终于发现了它们。他把这种蜘蛛命名为Aphonopelma atomicum,即原子狼蛛(atomic tarantula)。

原子狼蛛是一种小型狼蛛,是目前已知存在于美国金背蜘蛛属的11种小型狼蛛之一。汉密尔顿在参观美国博物馆时发现了这些1961年收集的标本。

他说:“这是一只迷人的蜘蛛。”在内华达遗址收集的标本都装在两个更大的罐子里。这些藏品中还有一些更古老的原子狼蛛标本:一位不知名的标本采集者在1959年10月收集的3只雄性原子狼蛛。1959年和1961年的标本很可能是首次收集到的小型狼蛛标本,他说。在此之前,没有人知道它们的存在。这种蜘蛛身体呈黑色,长约6毫米,蛋形腹部覆盖着一层黑色的绒毛,完全是另一种更为人熟悉的、手掌大小的狼蛛物种的微型版本。

汉密尔顿小心翼翼地从药瓶里取出了这些湿漉漉的、覆盖着长着螫刺的毛发的黑色腿部标本。不同于许多有耐保存的外骨骼的昆虫,狼蛛通常被保存在乙醇中,这可以使标本在收集了几十年后仍然具有柔韧性,使蜘蛛学家能够研究在干燥标本中可能会永远丢失的形态学特征。汉密尔顿总共检查了3000个标本,很多是从美国国家自然历史博物馆的收藏借来的。

他说:“那里多种多样的狼蛛标本中,有很大一部分尚未确认种类。”策展人路易斯·索尔金(Louis Sorkin)给我发来了部分藏品的照片:钢制橱柜装着木箱,箱里装满烧瓶。其中一个被简单地标记为“金背蜘蛛未命名”(Aphonopelma sp. UNDETERMINED)。汉密尔顿收集起标本,回到了奥本大学。他说:“我带回了数百个标本。”

目前已知的原子狼蛛标本并不多,它们都来自美国西南部范围有限的地区:环绕着死亡谷和阿玛戈萨沙漠的加利福尼亚和内华达边境线上的低矮山脉和丘陵地带。

威利斯·格茨是美国在20世纪中期的几十年中最杰出的蜘蛛学家,也是一位多产的收藏家和分类学家。到1998年他92岁去世时,他已经描述了1000多个新物种。1949年,他出版了一本名为《美国蜘蛛》(American Spider)的科普书。

对汉密尔顿来说,原子狼蛛是分类学上的一个谜:1961年,为什么格茨在内华达州收集了正模标本后,没有描述这只蜘蛛呢?它体形较小,非同寻常,独一无二。汉密尔顿说:“他显然发现了它们。但我真的不明白他为什么不描述它们,因为它们非常与众不同,尤其是当时这些蜘蛛与他在美国看到的其他蜘蛛完全不一样。”

金背蜘蛛属由著名的英国蜘蛛学家雷金纳德·波科克(Reginald Pocock)于1901年建立,由大约90种原产于美洲的狼蛛组成。在美国,它们的活动范围覆盖美国密西西比河以西,横跨美国西南部到加利福尼亚的广大地区。它们大多生活在炎热干旱的地方——莫哈韦沙漠、死亡谷、索诺兰沙漠的树形仙人掌中和亚利桑那州奇里卡瓦山脚的奇瓦瓦沙漠中。它们居住在像阿帕奇镇和墓碑镇那样几乎被遗忘的西部小镇的郊区。在那里,夜晚有郊狼徘徊,风滚草在被风吹过的街道上弹跳。在美国西南部,狼蛛在被太阳晒得干裂的停车场和干燥的荆棘丛中漫步。

不过在其他地方也有它们的身影:在加利福尼亚州马德雷山脉起伏的丘陵地带,在科罗拉多州南部平坦的绿色草原上,在路易斯安那州、密苏里州和阿肯色州,都可以找到它们。它们的活动范围向南延伸,穿过墨西哥直达中美洲。考虑到实际因素,汉密尔顿把他的项目范围限制在美国。

他说:“在这个项目开始的时候,美国有55种被描述的金背蜘蛛。但其中一半以上是同一物种被命名了两三次。在这种情况下,按照优先原则,会采用较早的名称。他说:“如果两种实际上是同一物种有两个名字,可能会得到戏剧性的结果。你总不想让它的名字就这么错下去吧。”

例如,1940年,狼蛛系统学家拉尔夫·V.钱伯林(Ralph V. Chamberlin)命名了A. behlei,他完成了许多关于金背蜘蛛属的早期工作。但是,汉密尔顿说,它实际上是马克思狼蛛(A. marxi),这个物种在1891年已经被尤金·西蒙(Eugene Simon)命名。钱柏林还命名了A. coloradanum、A. echinum、A. harlingenum、A. waconumA. wichitanum,但它们其实都是1852年首次被查尔斯·吉拉德(Charles Girard)描述的一种名为亨茨狼蛛(A. hentz)的常见的大体形浅棕色金背蜘蛛。换句话说,钱伯林给同一物种命名了5次。还有一个常见的物种,碘狼蛛(A. iodius),第一次于1939年被钱伯林和威尔顿·艾维(Wilton Ivie)命名,后面又被一次又一次地被命名为:A. brunnius(1940)、A. chamberlini(1995)、A. iviei(1995)、A. lithodomum(1940)、A. smithi(1995)和A. zionis(1940)。

钱伯林也负责了后来3个名字的命名。汉密尔顿去掉了所有重复命名。现在美国这个种类有29种,55个以前命名的物种减少到了15个,并增加了14个新物种。汉密尔顿说,它们属于5种不同的族。其他一些物种被归类为nomina dubia,这个名字让人怀疑。它们可能根本不存在。许多命名都是根据一个单一的、只收集了一次就再也没见过的标本命名的——这些错误大多是在20世纪30年代和40年代产生的。(www.xing528.com)

有几个新物种在博物馆藏品中等待了几十年才被描述:奇里卡华狼蛛(A. chiricahua)于1956年首次被收集,是亚利桑那州东南部奇里卡华山脉特有的物种。它生活在高海拔的松橡林中,陡峭翠绿的山脉周围是荒凉的沙漠,就像是天空中的绿岛。这种类型的地理环境产生了独立生态系统,并有自己特有的物种:奇里卡华狐狸松鼠Sciurus nayaritensis chiricahuae)、数种青蛙、60多种蜗牛,以及许多其他地方没有的植物种类。

人们对于奇里卡华狼蛛的生活习性几乎一无所知。其他3个新物种——小隐狼蛛(A. parvum)、潘提斯狼蛛(A. prenticei)和西瓦西瓦狼蛛(A. xwalxwal)于1963年从美国西南地区收集。汉密尔顿说,另一种新物种巨人柱狼蛛(A. saguaro)的一种类型标本上没有日期,但它显然很古老,是欧文·布莱恩特(Owen Bryant)在亚利桑那州南部的巨人柱国家公园收集的。布莱恩特是一位多产的收藏家,1958年去世后,他把全部财产都留给了加州科学院。他在1936年在同一地区采集了植物标本,巨人柱狼蛛可能就是在那时收集到的。汉密尔顿给另一个物种命名为约翰尼·卡什狼蛛(A. johnnycashi),这种狼蛛体黑、长腿,体形大到不可思议。其正模标本是在福尔松监狱附近收集的,这个监狱因约翰尼·卡什的歌曲《福尔森监狱蓝调》(Folsom Prison Blues)成名。新发现的蜘蛛中有8种是微型蜘蛛,代表了大部分新物种。

汉密尔顿的头发向后梳得油光发亮,看上去像20世纪50年代玩乡村摇滚的人。他的胳膊上刺着花纹,一只前臂上是达尔文,另一边是华莱士。他开玩笑说,如果跟人打架,他可以向神创论者展示自己的文身。其他文身有蛇的头骨、蜘蛛、他的偶像约翰尼·卡什,以及达尔文的物种进化树——那是达尔文一则日志上的素描,是第一幅系统进化树的图像。汉密尔顿生性沉静,说话时经常停顿,努力寻找合适的词语来表达自己的观点。但他觉得自己是个讲故事的好手。在成为进化生物学家之前,汉密尔顿是一名自由摄影记者,在饱受战争蹂躏的地方工作。2000年,他在塞拉利昂武装冲突的地方工作;2005年,他又去了利比里亚。

现在他通过讲述标本,告诉了我们一些关于狼蛛的非常有趣的故事。他彻底改变了我们对它们的分布、进化,以及它们在美国南部生活范围逐渐扩大的理解。要了解这些,藏品是很有帮助的。汉密尔顿有时也会收集到新鲜的标本——大约1800件,它们来自美国西南部和西部各州,通过美国狼蛛协会(American Tarantula Society)一个基于公民的科学项目来到这里。新鲜的标本很重要。他说:“要从罐子里抓一个标本出来,并正确地将其鉴定为物种,是非常困难的。它们只保存在乙醇中,会褪色。那些可能对研究有帮助的颜色都褪掉了。”

10年来,汉密尔顿和他的合作者在美国各地收集狼蛛——从沙漠公路、大草原到森林小径的边缘。标本地点从停车场、学校的前台阶露营地、微型高尔夫球场。他收集一次标本就要几个星期。汉密尔顿说:“带着所有的野外设备和露营装备,把车整顿好,就可以出发了。每天你都要去不同的地方,有时一天会去好几个地方,这取决于收集的情况。有可能要在公园或露天或其他什么地方扎营过夜,然后第二天继续前进,到过的地方越多越好。”

他把水倒进一个洞里,弓着腰,等着蜘蛛出来,一般是它的腿先出来;或者继续挖洞,慢慢地用铲子把坚硬的泥土弄松,把洞扩大。在交配季的晚上,他发现雄性在黑暗中大摇大摆地走过西部的路道——月光下一条银色的路道上隐约出现了许多条腿的影子。

为了确定每个物种的生活范围,汉密尔顿测量了数千个标本:不同的腿部和甲壳的宽度和长度,以及生殖器的某些特征,这些特征在物种之间会表现出明显的差异。他通过全球定位系统(GPS)绘制出每个标本的采集地点,并制备了精确的、标出了每个物种活动范围的地图。此外,他还从新鲜的标本中提取DNA,并利用下一代测序技术对其进行放大,然后比较了狼蛛的基因组,发现了物种间微小但保存良好的差异。

“他们的优势在于使用了DNA。”伦敦的狼蛛专家安德鲁·史密斯(Andrew Smith)说。安德鲁·史密斯于1994年出版了《狼蛛:美国和墨西哥的狼蛛》(Tarantula Spiders: Tarantulas of the USA and Mexico)一书。20世纪80年代的大部分时间,他都在美国西南部收集狼蛛的标本,其中很多目前都收藏于英国自然历史博物馆。当时,史密斯完全靠形态辨别生物,那时还没有能够比较不同物种DNA的技术。几十年前,史密斯描述了几个物种,汉密尔顿后来把它们命名为nomina dubia。史密斯说,像原子狼蛛这样的标本在收集过程中会有很长一段时间无法确认类别,因为去确认它们类别的专家太少了。

史密斯说:“我基本上是在20世纪80年代中期开始从事这项工作的。从20世纪30年代开始,就没有人做过这些。”博物馆有时间积累新标本。他说,新标本通常被认定为一种常见的物种,比如碘狼蛛。他轻声笑着说:“一个罐子里可能有120个标本,罐子又有三四十个,上面的标签都是一样的。除非研究人员有大量的时间来研究所有这些标本,轮流检查每个标本,不然这些标本就会被错误地分类。”

史密斯认为自己是一位蜘蛛历史学家。他在巴西那里拍摄了一部名为《1640年:第一只狼蛛》(1640: The First Tarantula Spider)的纪录片,最近刚从那里回来。他说:“有3幅画于1640—1648年间的画,是荷兰人画的。那是一个几乎被遗忘的历史时期,那时荷兰以累西腓为中心控制巴西40多年。在这段短暂的时间内,荷兰人展现了自己的特点,他们派出了科学考察队,将大量的材料运回荷兰。他们有博物学家、画家——这些人基本上都在收集数据。”这3幅画每一幅都有一只狼蛛。史密斯说:“我们确实回到了累西腓地区,试图找到画中的蜘蛛。”

1636年,德国博物学家奥尔格·马克格拉夫(Georg Markgraf)参与了荷兰人对巴西的首次探险,从该地区采集了大量的动植物标本。荷兰艺术家阿尔伯特·埃克豪特(Albert Eckhout)也去了,用绘画记录了这次探险。史密斯说:“埃克豪特有一幅著名绘画,画的是一个印第安人。在这幅画的左下角有一只狼蛛。如果你是狼蛛迷,那么很容易就能看出它是亚马孙巨人食鸟蛛,但在累西腓地区却找不到这种蜘蛛。”这是个难题。史密斯认为这种蜘蛛来自更远的地方——位于累西腓北部亚马孙盆地深处的一个荷兰堡垒附近。他说:“我怀疑马克格拉夫把那只蜘蛛带回了累西腓,然后说:‘看哪!我们可从未见过这么大的蜘蛛。’亚马孙巨人食鸟蛛是世界上最大的狼蛛,就像只野兽,有餐盘那么大。你想象一下,一个17世纪早期的博物学家捕获了世界上最大的蜘蛛。如果是你,你也要把它带回来给大家看看,对吧?”之后它被画进了画里,虽然不太协调。史密斯说:“当然,这位画家看过这只蜘蛛,放弃了把一只本地蜘蛛放进画作角落里的想法。他现在把这家伙塞了进去,因为它是一只野兽,他喜欢它。他是个艺术家。”

卡塔琳娜狼蛛(Aphonopelma catalina)是通过从亚利桑那州图森市附近的圣卡塔琳娜山及其周围收集的6个标本而被人得知的。也许在美国西部和西南部的其他地方,未知的金背蜘蛛仍在等待着被发现。它们可能生活在蛛形动物学家尚未调查过的、范围有限的小环境中:新墨西哥州受烈日曝晒的河谷、洛杉矶或拉斯维加斯等城市的郊区,或科罗拉多州的大草原。汉密尔顿认为,在新墨西哥州西南部和亚利桑那州东南部与世隔绝的“空中绿岛”上可能会发现更多未知物种,那是一个极具挑战性的调查地。来自这些地区的未知标本可能已经被保存在自然历史博物馆的酒精中。史密斯说:“有时候你最终得到标本会被堆放在罐子里,然后被推到了后面。”

就像在20世纪30年代从高耸、树干般挺拔的树形仙人掌丛中收集到巨人柱狼蛛一样,它们可能以前也被收集过,可能是100年前从陷阱中捡到的,也可能是更久以前被错误标记或没有命名就被放入装有酒精的瓶子中。史密斯满怀希望地说,在未来,也许他收集的一些nomina dubia也会被“复活”;只需要从罐子里的100件碘狼蛛标本下面意外地发现另一件标本,他曾经描述过的物种就可以“复活”。与此同时,那些装满了标本的瓶子就在架子上和橱柜里等待着,充满了各种可能性。

19.埃里克·霍伯格1975年在阿留申群岛布尔迪尔岛进行野外考察。图源:埃里克·霍伯格提供。

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