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发现新物种的人
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发表于 2024-6-26 05:38:00
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在很多人的想象里,去野外考察物种是一件充满新奇和乐趣的工作。繁忙的都市人要挤出时间才气做一回驴友,到天然里舒展身心,生物学工作者们却能以此为日常,饱览风光的同时探索天然的奥秘。科学纪录片里,他们也常常是博识光鲜的模样,和野生动物像朋侪一样近距离相处,还能发现重要的新物种。
事实上,真正的野外考察要艰苦、枯燥得多。中国农业大学博士罗心宇说:「在野外,10%的事变是关于我们怎么工作的,另外的90%在很大程度上,都是关于我们是怎么样吃苦的。」他们得对付沉重的装备、多变的天气、深山密林里蛇虫鼠蚁的侵袭,新物种的发现往往也不像想象的那样富于戏剧性和重要性。
但很多生物学工作者仍然热爱这项工作。他们在野外体会到自由,在重复的工作中捕获探索的乐趣,感受天然对真正热爱它的人丰富的馈赠。
文|
罗兰
编辑|
鱼鹰
图|
(除特殊标注外)受访者提供
1
那条五步蛇蛰伏不动时,李辉并没有发现。当时他正和同学在湖南省沅陵县的一处天然保护区,为晚上的采集活动勘探路线。由于是白天,他放松了些警惕。正沿着一段石梯往下走,下一级台阶上突然腾起一条蛇。
李辉是湖南师范大学的在读研究生,学习野生动物保育与利用专业,主要研究两栖爬行类动物。实验室经常需要采集动物用来做研究,每年4-9月,两栖动物活跃的时节,李辉和导师、同学大部分时间都在野外。用李辉导师莫小阳的话说:「只要动物开始活动,我们就开始活动。」
湖南多山川,植被丰茂,野生动物繁多。李辉碰到的五步蛇,师生们几乎每次采集都会遇上。五步蛇学名叫做尖吻蝮,毒性很强,人一旦被咬,会被它释放的血循毒素溶解掉肌肉和血管,造成构造细胞大面积坏死。李辉他们都把五步蛇叫做「烂肉王」。
幸好,那条五步蛇没有咬中李辉——瞥见它纵身而起闪过的一线微光,李辉及时跳开了。心有余悸的李辉后来一直记得这个瞬间,那是他从事采集至今最惊险的经历。
很多生物学工作者都遇到过类似的状态。对研究昆虫的罗心宇而言,最可怕的是各类蚊虫。他如数家珍:南方的蚊子特别多,但要说咬人厉害,还得数新疆和东北的库蚊。驱蚊水不能涂太多,药性大概会驱退自己想要捕获的昆虫,况且一出汗也就冲没了。最严峻的一次是在福建泉州,罗心宇的手臂被咬后肿得变了形,「整个都弯了」。蠓虫则无孔不入,甚至能钻进眼睛里。
罗心宇拥有丰富的野外采集经验。进入中国国家地理杂志,成为天然教诲中心课程研发负责人之前,他在中国农业大学从本科读到博士,又在中科院做过博士后。他的专业是分类学,一门对生物体进行命名、描述和分类的学科。科学工作者根据生物的形态学、行为学、遗传学和生物化学特征,识别、描述物种,包括新物种,将它们分类,填入巨大生物树上的适当位置。采集是分类学的基础工作,也是人类了解天然无尽藏的第一步。
攻读硕博士的七八年间,罗心宇每年都有两三个月在野外。他研究一种叫做木虱的昆虫,从新疆到海南,甚至蒙古,到处「抓虫子」。「我们喜欢说抓虫子,本质上也就是抓虫子。」木虱栖息在各类植物上,世界上最大的木虱差不多五六毫米长,大多数木虱只有2到3毫米,很难直接捕获。每次外出采集,罗心宇都得披挂上一堆装备。
其中最重要的工具是捕虫网。捕虫要用细密的纱网,最好的材质是常用来做窗纱的玻璃纱。罗心宇和同学们会到窗帘店,央求老板给做上一个网兜,再套到捕鱼用的长杆上,用来「扫」过植物枝叶,收集上面的虫子。
南方热带或亚热带地域有的树木非常高大,用五六米的杆甚至够不着最低的树枝,罗心宇因此特制了最长10米的可伸缩杆。根据杠杆原理,负重端的力臂越长,另一端就越费力。罗心宇不算特别强健,摆荡10米的网得从腰部开始用力,「像耍大枪似的。」他半开玩笑地说:「每次对我来说都是一种折磨。」
背上五六十斤的装备——除了捕虫网外另有什么稍后再说,穿上速干衣、爬山鞋,戴上遮阳帽,罗心宇出发了。第一次出野外是去福建,由于没经验,他几乎没有抓到木虱,「挺沮丧」。当时他对木虱也不太感兴趣,觉得这种大部分时间都趴在植物枝叶上的小虫子「不够酷」,不像别人研究的蝴蝶、甲虫那样夺目而活跃。但他是个认真刻苦的科学工作者,回到北京,他经常去周边的山里训练,慢慢掌握捉虫的本领:到那里找木虱;不要用蛮力把一大堆枝叶兜到网里,而是尽量奇妙地扫网,让杂物尽大概少,方便后期从内里挑木虱。
「做着做着上手了,就觉得这个东西真的好玩。」罗心宇经常对着眼前活生生颤动的小虫子,想象它们在千万年时间尺度上的生存、繁衍、竞争、分化,直至占据本日的生态位。「这就是演化的魅力。」全世界目前一共发现了4000多种木虱,中国则有1000多种,其中的20多种是罗心宇发现的。
每发现一个新物种,人类对天然的了解便向前推进了微小的一步,生物多样化的图景也添上了一笔。罗心宇介绍:「人类已经发现了200万种动物和凌驾35万种的植物,但是仍然有很多我们没有发现的物种和生物学现象,它们仍然隐蔽在茂密的丛林或是漆黑的海底。」
同样是研究昆虫的著名生物学家E.O. Wilson在上世纪80年代提出了「生物多样性」的概念,指出生物多样性是生态系统稳固性和功能的基础,「每一个物种本身都是奇迹」。发现、研究和保护物种不仅对人类有现实利益,也会让人们与天然相连,感受到乐趣与意义。正如E.O. Wilson所说:「假如人们能对生物多样性的神奇与巨大之处有所了解,将会令他们的人生更加温暖、更加丰富。」
罗心宇的校友、中国农业大学副教授李轩昆对此感受尤为强烈。李轩昆从小就喜欢昆虫,大二时进入实验室,被导师安排研究鼓翅蝇科昆虫的分类。全世界研究鼓翅蝇科昆虫的生物工作者大约只有5名左右,300多种昆虫的秘密只向屈指可数的人敞开,「那种自大感和情感链接太强了。」
正因如此,当李辉和同学朱乐强共同发现了一种新的脊蛇时,虽然专业领域外少有人关注,他们仍然「很有成就感」。「不是要靠别人知道,要别人表扬你,而是发现一个新物种本身就满意。」那是探索与发现本身的馈赠,无关其他。
2
2022年10月,李辉和朱乐强第一次见到那种颈部有一圈黄色环纹的脊蛇。当时他们正在导师带领下参与湖南省生物多样性调查项目,行至湖南、广西、贵州三省交界的怀化市通道县。两栖爬行类动物多在晚上活动,师生们都在天黑后外出采集。10月份已接近两栖爬行类动物每年活跃期的尾声,他们很爱惜末了的采集时段。
那天晚上,李辉、朱乐强和平时一样,穿着防水长筒靴,打着强光手电筒,在天然保护区内沿着有水流的区域,以一小时500-2000米的速度搜寻。经过一片竹林边缘时,他们突然看到竹叶下暴露一截细细的身躯,鳞片在手电的照射下发出五彩斑斓的光。凭借对蛇类形态的敏感,李辉马上意识到,这大概是一种少见的脊蛇。
用捕蛇钳捉住这条蛇后,李辉发现它的尾巴、鳞片和从前见过的脊蛇都有区别。回到学校,他们对蛇做了分子层面的检测,初步认为有大概是一种新物种。但只有一个样本还不够有说服力,接下来,李辉和朱乐强开始在采集时格外注意寻找更多有颈纹的脊蛇。
然而,黄色颈纹的脊蛇却似乎开始和他们捉迷藏了。朱乐强解释,这种脊蛇只有四五十厘米长,身体比一支笔还细,喜欢生活在土穴中。在崇山密林里寻找一条这样的蛇,难度可想而知。有几次,他们在南山丛林公园的公路上碰到了有颈纹脊蛇,但已经是被车压扁了的,颈纹的颜色也看不清。不过李辉据此推测,南山丛林公园里应该分布有这种脊蛇,他们把寻找的重点转移到了这里。
一晚快要11点,李辉和朱乐强结束采集回乡镇住地,车在半路爆胎了。时间太晚,拖车不肯来,离乡镇另有快要1小时的车程,也不大概走回去,两人只好在车上住了一晚。「幸好不太冷,也幸好不是新手,不太慌。」
2023年9月初,距离首次发现黄纹脊蛇已经已往了快要一年,学生们在南山丛林公园也已搜寻了大半年。这一次,他们搜寻的区域是丛林公园里的一片牧场,海拔有一千六七百米,属于高山草甸气候,9月初天气已经较冷。李辉和朱乐强都明白,气温降低,蛇的活动就会变少,「觉得没有太大希望了」,况且当天还下着小雨。
抱着总得试试的心态,李辉和朱乐强沿着牧场里的公路慢慢寻找,没想到真的看到了一条活的黄色颈纹脊蛇。喜出望外的两人决定掉头把这条路再走一遍,结果又发现了一条。经历了「200多天都在野外」的一年,好运终于降临。
经过多方面研究,黄色颈纹脊蛇最终被确定为新物种,相关论文今年年初在国际知名动物学期刊《ZooKeys》上发表。因为是在南山国家丛林公园发现的,师生们将它命名为「南山脊蛇」。此前,脊蛇属一共有27个独立种,南山脊蛇成为了这个各人族的第28个成员。据统计,全国每年大约会发现20多种两栖爬行类新物种,两个在读研究生能发现新物种,算得上一桩惊喜。
和两栖爬行类动物乃至更高级的物种相比,发现昆虫新物种的频率要大得多,以至于罗心宇说「昆虫发现新物种算不上新闻」。很多昆虫分类学研究者都发现过几十乃至上百种新物种,有特别热衷于此的,一生甚至可以发现上万种。不过对喜好自己工作的研究者来说,其中的艰苦和乐趣并不因此而削弱。
与李辉他们主要在晚上工作不同,在野外时,罗心宇从早到晚都在采集,流程和装备也更复杂一些。常用的装备主要有:
1、前面说到过的捕虫网。白天罗心宇尽大概多走一些地方,看到不同的植物,就用捕虫网在上面扫上几十网。
2、毒气瓶和试管,用来毒死和封存昆虫。扫完把网拿下来看,假如有木虱,就把网口扎紧,塞进毒气瓶里,把虫子全部毒死。然后把网取出来摊开,将自己需要的虫子取出来放进试管里封存。
3、吸虫管。用来把虫一只只吸进试管。接近嘴部的地方有纱网,防止把虫吸进嘴里。采集一段时间后罗心宇发现,毒气大概会破坏木虱的DNA。于是每次扫网后,他都会保存二三十条活体木虱,方法是用吸虫管吸。这套操纵罗心宇很熟练,不过也干过蠢事。一次他帮同学捉蝽——俗称「臭大姐」的一种气味难闻的昆虫。「不知道那天脑子是怎么想的,」罗心宇看到一大堆小小的蝽时就觉得,「这太难抓了,用吸虫管吧。」吸了五口之后,他差点被蝽的气味熏得吐出来。
4、自封袋和标本夹,用来保存植物。木虱有严格的寄主专一性,为了记录它们吃什么植物,罗心宇还需要采集植物标本。扫完木虱,他剪下它们栖生的植物枝条,装进随身携带的自封袋里,再放进标本夹。有段时间他也尝试过用拍照的方式记录植物,但后期鉴定时只看照片往往不够准确,于是又恢复了采标本,尽管会增加不少工作量和负重。
晚上回到住处,天黑下来,「灯诱」开始了。用支架支起一块白布,把强光灯挂在前面,有趋光性的昆虫就会爬到白布上。罗心宇常常一边守着灯诱,预备着随时抓虫子,一边还要整理白天的收获:先把混在一起的不同种类的木虱分开,一一拍照编号,记录颜色,再把活体木虱倒进酒精管里浸泡保存,其他木虱封存在空管里,贴上标签注明种类和采集时间。采集的植物也要制成标本。「特别枯燥」。
一天下来,罗心宇根本只能睡四五个小时。居住条件也不怎么好,通常是采集地附近的农家,去蒙古采集时还住了近一个月帐篷。在哈萨克斯坦时住在河滨,走出房间几步,蚊子就大团大团地扑过来,遮天蔽日。「怎么睡得着?」「太累了就顾不上了。」虽然辛劳,他还是喜欢在野外,「自由自在」。
按照科学界的惯例,发现者拥有对新物种的命名权。罗心宇通常用木虱栖生的植物的名字为它们命名,不过也有些风趣的例外。他曾在下雨天采集到一种新木虱,便用拉丁文的「下雨」为它命名;有一种木虱是在河谷里采集到的,就叫「河谷」;另有一种新木虱是在一位姓孙的师弟帮助下采集到的,罗心宇为它命名「孙氏木虱」。每个新物种都像琥珀,封存了当时的情境和记忆。
罗心宇印象最深刻的是在海南的潺槁棘上发现的一种木虱,看它触角上的孔的排布、后足的结构和此前见过的木虱都不相同。他初步判断,这应该属于木虱里很少见的一个类群,「非常激动」。
回到实验室,罗心宇迅速检测,最终确定它是一个稀有的新物种,取名叫潺槁棘木虱。「我倾向于认为它是所有当代木虱里最原始的,接近于活化石。」潺槁棘木虱所属的类群里本来只有3个物种,罗心宇为它增加了第4种。
3
公众和媒体关注分类学,最感兴趣的通常都是新物种的发现。但对专业工作者来说,发现新物种却往往算不上主要目标。罗心宇解释:「无论新物种还是老物种,对我们的工作而言都只是砖瓦。」他们最重要的目标,除了了解野生动植物的生存与保护状态外,是构筑生物系统的大厦。
李轩昆把这一目标称作「生命树的构建」。「在分类基础上进行更高级的研究,提出物种之间的进化关系。比如某个物种从那里来,起源是什么?为什么有的类群物种多样性那么高,有的却很低?」「一步步往深里走。」
远赴澳大利亚攻读博士学位后,李轩昆的研究对象从鼓翅蝇科昆虫转向了蜂虻科。在国内时,他常和罗心宇结伴到野外采集。鼓翅蝇科昆虫主要以粪便为食,罗心宇仰面扫树枝,李轩昆则专注于地面:山间溪流旁,阴凉避光处,林子里枯叶、粪便堆积多的地方。
「只有在野外才气看见昆虫活的样子。读文献我知道鼓翅蝇的翅膀会鼓动,但要到野外,见到活的鼓翅蝇,才发现它不仅前翅会动,均衡棒也会动。不去野外永远不知道昆虫在那里,到底喜欢什么环境。」和罗心宇一样,李轩昆对野外始终充满好奇。
到澳洲研究蜂虻,李轩昆的采集分类工作跨上了新的阶梯。澳洲地域广阔,昆虫领域又有大量研究空白,上一个研究蜂虻的人得追溯到上世纪20年代。「在中国做分类大概像做室内装修,在澳大利亚做分类就像是盖楼。」
读博士的前几年,李轩昆一直在采集昆虫,积累标本。到了该做实验的那天,他把标本从冰箱里一个个取出来,「所有的回想疯狂地攻击我。」有的标本是自己在某地采集的,有的是同行赠送的,有的是昆虫爱好者寄来的,累积了很多人的努力和彼此的信任与连接。「情感就一直在翻涌,感慨万千。」
李轩昆想起自己曾和一对爱好昆虫的老夫妇结伴外出采集,晚上一起住帐篷。那是他第一次住帐篷,第一晚不巧碰上降温,李轩昆把所有能盖的东西都盖在身上,还是冷得受不了。睡着不一会儿就冻醒过来,一看表才凌晨一点多,「想死的心都有了」。
「共患难」的经历维系着李轩昆和这对夫妇的接洽。后来,他研究了老夫妇在2012年发现的一种蜂虻,确认是一种新物种。这种蜂虻总在澳洲的冬天出现,李轩昆以《权力的游戏》中的夜王(Night King)为它命了名。
另有一次,李轩昆研究前辈留下的标本,发现其中有种蜂虻很重要,想捉一只活体来做分子检测。但标本签上只标注了采集日期和「blue mountain」,表明采集于「蓝山」,不清楚更详细的位置。李轩昆和一位师弟一头扎进茫茫蓝山搜寻,第一天什么也没找到。
时间有限,假如第二天再找不到,两人就只能放弃。走到一片树林里时,李轩昆突然发现这里和前辈发现蜂虻时拍的照片里的环境很相似:树影斑驳,地上开着黄色的小花。他决定在这里仔细搜寻,没想到真的找到了那种蜂虻。「那个开心惊喜」,把蜂虻捉到网里后,他和师弟兴奋到要大声说脏话来宣泄。
在澳洲的几年里,李轩昆发现了6个蜂虻新属,几十种新种,占澳大利亚蜂虻属的1/3,还纠正了从前的很多分类错误,重塑了整个蜂虻亚科的分类系统。「感觉就像那个地方的蜂虻天主一样。」直到他回国后,当地的研究者或昆虫爱好者看到不熟悉的蜂虻,还会发来照片请他帮忙辨别。
但令研究者感到有些挫伤的是,这种成就感正在日渐被蚕食。李轩昆、罗心宇和莫小阳不约而同地提到,在当下,生物学科中热门的方向是与人的日常生活密切相关的,比如育种。而分类学作为基础研究,属于「冷板凳」,不少大学已经撤销了这个专业。罗心宇博士毕业后没有在北京找到高校教职,转行做了科普,就是分类学不吃香的一个例证。科普作者苏澄宇也提到过:「分类学相关的论文一般没啥影响力,所以大多科学家都是着眼于已有的物种上。某种程度来说,这也解释了为啥他们不太愿意找新物种,然后写一篇论文,因为影响因子真的太低了。」
得知罗心宇不再从事科研时,李轩昆正在读博士。他受到很大冲击,甚至对自己是否继续做学术都产生了动摇。他记得,一起去新疆采集时,罗心宇可以肉眼辨认出只有两三毫米大的木虱的种类,并据此准确推测出附近有什么植物。「从来没见过有人(像罗心宇那样),标本制作保存得那么精细、完好,对自己研究的类群的昆虫了解得那么深刻。」 罗心宇曾打算深入研究自己发现的「活化石」潺槁棘木虱,最终也因为转行而不得不放弃。
罗心宇并不后悔那些年的投入,即使已经不再专职从事分类学研究,有空时他仍喜欢去野外。他在奥林匹克丛林公园找到过稀有的木虱,「不断发现新东西是我最大的乐趣所在」。而李轩昆和莫小阳,以及莫小阳的学生们,还在分类学的研究道路上连续跋涉。他们都做过分子生物学这个更热门方向的工作,但最终都选择把大部分精神投入到分类学上。
面对自己热爱的专业在现实中受到的冷遇,李轩昆「有时挺愤怒的」。他曾给一位生物学者的研究帮过忙,但由于他的专业,见面时对方甚至不屑和他多说几句话。但情绪已往后,他还是继续坐着冷板凳。「科学研究不能全受经济的驱动,做基础研究的学者应该有责任感。」
罗心宇一直记得11年前,去祁连山考察的一段奇遇。当时队伍从甘肃翻越祁连山去到青海,路颠簸难行,汽车平均每小时只能开20公里。到那条路的最高点,海拔已接近5000米,突然风雨大作。罗心宇下车查抄车后胎有没有漏气,差点被风吹到山下。
艰苦的旅程后,他们终于翻越了那座山。下山路上,风雨都停了,群山间出现一轮清晰漂亮的彩虹。那是罗心宇见过最低的彩虹,「几乎伸手就可以摸到它」。
罗心宇忘不了自己看到这少有人能见到的美景时的喜悦。去野外,能看到更大的世界,同时也把人类对天然的了解、尊重和保护带给世界。「再经历无数次,我都可以。」
来源:
https://view.inews.qq.com/k/20240624A0152Y00
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