你有沒有想過一個(gè)問題:地球上到底生活著多少種昆蟲?一項(xiàng)剛剛發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)上的研究,把這個(gè)數(shù)字推到了2000萬種的量級(jí)。而在此之前,科學(xué)界普遍沿用了40年的估算數(shù)字,不過是600萬種。這一前一后,差了不止三倍。
新研究的核心推論相當(dāng)直接:不是以前的科學(xué)家太保守,而是昆蟲實(shí)在太難找了。你把過去那套粗略的觀測(cè)方法扔進(jìn)哥斯達(dá)黎加的一片保護(hù)區(qū)里,哪怕架設(shè)了69個(gè)“陷阱年”的取樣設(shè)備,捕獲了超過160萬個(gè)昆蟲個(gè)體,結(jié)果依然沒能把當(dāng)?shù)氐奈锓N一網(wǎng)打盡——總有你沒揪出來的漏網(wǎng)之魚。
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這就構(gòu)成了昆蟲學(xué)領(lǐng)域一個(gè)幾十年沒解開的老問題:你究竟該怎么統(tǒng)計(jì)一群你根本沒看見的東西?
## 用寄生蜂當(dāng)“標(biāo)尺”,倒推丟失的物種數(shù)量
既然正面統(tǒng)計(jì)走不通,論文作者團(tuán)隊(duì)干脆換了一條思路。他們沒去跟整個(gè)昆蟲界硬碰硬,而是把目光鎖定在了一個(gè)已經(jīng)被研究得相當(dāng)透徹的寄生蜂亞科身上——Microgastrinae,中文可理解為小腹繭蜂亞科。這類寄生蜂會(huì)把卵產(chǎn)在毛蟲體內(nèi),幼蟲孵化后從內(nèi)部啃食宿主,最終破體而出。聽起來殘忍,但在取樣上有個(gè)巨大優(yōu)勢(shì):只要你能抓到毛蟲,就能連帶分析出它體內(nèi)藏著哪些蜂種。
研究地點(diǎn)選在哥斯達(dá)黎加西北部的瓜納卡斯特自然保護(hù)區(qū)(área de Conservación Guanacaste,簡(jiǎn)稱ACG)。團(tuán)隊(duì)一共設(shè)了三套取樣手段。前兩套用的都是馬氏網(wǎng)——一種帳篷狀的飛行昆蟲攔截陷阱,只不過一套放在核心取樣區(qū),另一套放在外圍;第三套方法則直接采集毛蟲,再看從它們身體里羽化出的蜂種。
把這三組數(shù)據(jù)拼在一起之后,研究人員用多個(gè)統(tǒng)計(jì)模型計(jì)算了一個(gè)關(guān)鍵比值:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的寄生蜂種數(shù),相對(duì)可能存在的、還沒被發(fā)現(xiàn)的蜂種數(shù)量,究竟占多大比例。結(jié)果顯示,光是這一小類寄生蜂,就可能還有800萬到1400萬個(gè)物種被嚴(yán)重低估,根本沒被記錄進(jìn)任何一次取樣。
論文合作者、科羅拉多大學(xué)自然歷史博物館及康涅狄格大學(xué)的昆蟲學(xué)家羅伯特·科爾韋爾(Robert Colwell)把核心痛點(diǎn)說得非常直白:“最要命的問題在于,絕大多數(shù)昆蟲都是稀有種。哪怕你采集的樣本量已經(jīng)大到夸張,你還是會(huì)不斷發(fā)現(xiàn)新物種。”他和團(tuán)隊(duì)在哥斯達(dá)黎加的那場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間取樣,就是活生生的例子——69個(gè)陷阱年的積累,超過160萬個(gè)個(gè)體,居然依然沒能窮盡那個(gè)地方的昆蟲家底。科爾韋爾進(jìn)一步解釋,真正的統(tǒng)計(jì)難題不止在于統(tǒng)計(jì)你已經(jīng)看到的部分,更在于推算出你到底漏掉了多少。
## 小個(gè)頭、多形態(tài)、會(huì)躲藏——昆蟲的生存策略,恰好也是統(tǒng)計(jì)噩夢(mèng)
想要理解2000萬這個(gè)數(shù)字憑什么站得住腳,首先得承認(rèn)一個(gè)事實(shí):昆蟲的多樣性,是從基因到生活史都被“設(shè)計(jì)”來對(duì)抗統(tǒng)一統(tǒng)計(jì)的。
一個(gè)關(guān)鍵原因是變態(tài)發(fā)育。很多昆蟲在一生中會(huì)經(jīng)歷完全不同的形態(tài)和棲息需求。比如同一種鱗翅目昆蟲,在毛毛蟲階段啃食植物葉片,一旦羽化成蝴蝶或飛蛾,主食立刻換成花蜜。這意味著一個(gè)物種就能占據(jù)兩種完全不同的微生境,也意味著任何一種單一取樣方法,都極有可能只能截獲該物種生命周期的某一段。
第二個(gè)原因,是體型和棲息地的高度隱蔽性。論文作者之一、康奈爾大學(xué)的昆蟲學(xué)家與生物多樣性科學(xué)家勞拉·梅麗莎·古茲曼(Laura Melissa Guzman)就指出,絕大多數(shù)尚未被發(fā)現(xiàn)的昆蟲,“幾乎可以肯定是體型小、數(shù)量稀少,并且高度特化”。她說這話的時(shí)候,數(shù)據(jù)也在給她撐腰:團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的寄生蜂物種里,足足有75%只被三種取樣手段當(dāng)中的某一種捕捉到。換句話說,你只要換一套工具、換一個(gè)位置、換一個(gè)收集策略,就很可能撞上一個(gè)之前從未被記錄到的物種。
正因?yàn)槔ハx又小又擅長(zhǎng)藏匿,科學(xué)界過去40年里才會(huì)相對(duì)平靜地接受“大約600萬種”這個(gè)估算。不是沒有質(zhì)疑,而是重新統(tǒng)計(jì)的成本太高、方法太容易出漏洞,很難拿出一套讓人無話可說的新數(shù)字。科羅拉多大學(xué)、肯塔基大學(xué)和康奈爾大學(xué)這一批研究者,等于是用寄生蜂的“局部精確數(shù)據(jù)”反推“全局失蹤比例”,才敢把那個(gè)用了40年的老數(shù)字翻個(gè)底朝天。
順帶說一句,這個(gè)星球上到底還有多少我們根本沒注意到的昆蟲物種,前面提到的那些宏觀數(shù)據(jù)就足夠讓人自我懷疑。論文里順手列出來的事實(shí)包括:全球光是螞蟻,就有“數(shù)千億”個(gè)體在地表爬行;僅螢火蟲這一個(gè)廣為人知的類群,物種數(shù)就可能多達(dá)2400種。當(dāng)最顯眼、最被公眾熟知的昆蟲已經(jīng)在用量級(jí)密集的數(shù)量來刷新認(rèn)知,藏在樹皮下、土壤里、寄生在其他昆蟲體內(nèi)的那一大群,只會(huì)比這個(gè)數(shù)字龐大得多。
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