從半米長的蛾類，到比沙粒還小的纓小蜂，昆蟲在形態(tài)和大小上呈現(xiàn)出驚人的多樣性，并構(gòu)成了地球上最多樣化的動物類群。長期以來，科學(xué)家一直在爭論地球上到底有多少種昆蟲。

估算地球上昆蟲物種的數(shù)量是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。在過去三個世紀(jì)里，昆蟲學(xué)家已經(jīng)描述了大約120萬種昆蟲。這里的“描述”是指為這些昆蟲命名并記錄其特征，使其他研究者能夠識別它們。但要找到并描述所有昆蟲物種，幾乎是一項(xiàng)艱巨到不可能實(shí)現(xiàn)的任務(wù)。目前，大多數(shù)專家接受的估計是，地球上大約有600萬種昆蟲。這個估計在過去40年里一直基本維持不變。

但在一項(xiàng)新發(fā)表于《美國國家科學(xué)院院刊》的研究中，一個昆蟲學(xué)家團(tuán)隊借用了另一個領(lǐng)域的統(tǒng)計方法，對全球昆蟲物種數(shù)量進(jìn)行了新的估計，表明地球上真實(shí)的昆蟲物種數(shù)量至少有1400萬到2000萬種，是當(dāng)前估計值的2~3倍。

從寄生蜂入手

在這項(xiàng)新的研究中，研究人員利了用哥斯達(dá)黎加的瓜納卡斯特國家公園多年調(diào)查累積的昆蟲采樣數(shù)據(jù)。他們首先采用三種方法，對公園內(nèi)的一類名為小腹繭蜂（Microgastrinae）的寄生蜂亞科進(jìn)行了深度采樣。

根據(jù)對生活在哥斯達(dá)黎加的瓜納卡斯特國家公園的寄生蜂，例如Snellenius robertoespinozai，進(jìn)行的分析，研究人員估計，地球上大約生活著約2000萬種昆蟲。（圖/JOSE FERNANDEZ-TRIANA）

小腹繭蜂是一類極其多樣的小型寄生蜂。這個類群的一個“臭名昭著”的特點(diǎn)是，它們會把卵產(chǎn)在活的毛毛蟲體內(nèi)，卵孵化后，幼蟲會取食毛毛蟲的內(nèi)部組織，在其中生長，最終鉆出宿主體外。這類寄生蜂已經(jīng)得到了相當(dāng)充分的研究，科學(xué)家已經(jīng)描述了大約3000種小腹繭蜂，其中許多分布在哥斯達(dá)黎加。因此，研究團(tuán)隊決定檢驗(yàn)一下，公園內(nèi)的昆蟲調(diào)查究竟在多大程度上捕捉到了當(dāng)?shù)剡@類寄生蜂的多樣性。

他們所采取的其中兩種采樣方法使用了一種類似帳篷的裝置，稱為帳幕截捕器，包括一組核心陷阱和一組外圍陷阱；第三種方法則是采集毛毛蟲，并分析從這些毛毛蟲體內(nèi)羽化出來的寄生蜂物種。

多種飛行昆蟲在瓜納卡斯特公園內(nèi)被一帳篷狀網(wǎng)式陷阱捕獲后，被保存在乙醇中。（圖/M. Alex Smith）

15個核心帳幕截捕器共捕獲了超過160萬個昆蟲標(biāo)本，所有標(biāo)本都進(jìn)行了DNA條形碼分析。所謂DNA條形碼，是指對一小段DNA進(jìn)行測序，以識別不同物種。核心帳幕截捕器總共獲得了53,945種昆蟲物種。最終，三個樣本集合共發(fā)現(xiàn)了1414種小腹繭蜂物種。

然而，當(dāng)研究人員檢查這些數(shù)據(jù)集時，他們驚訝地發(fā)現(xiàn)，通過帳幕截捕器捕獲的物種，與通過檢查毛毛蟲發(fā)現(xiàn)的物種之間，重合度很低。這種不匹配說明，這兩種方法統(tǒng)計到的都只是公園內(nèi)的小腹繭蜂物種總數(shù)的一部分。

從公園外推到全球

為了估算這個總數(shù)，研究人員使用了一種由流行病學(xué)家開發(fā)的統(tǒng)計方法。這種方法原本用于在患病人數(shù)統(tǒng)計不完整的情況下，估計受某種疾病影響的人群規(guī)模。換句話說，研究人員把寄生蜂物種的真實(shí)數(shù)量，類比成一次疫情中真實(shí)感染者的數(shù)量。這一方法顯示，該公園內(nèi)可能生活著多達(dá)2394種小腹繭蜂物種。

如果這個估計成立，那么公園核心區(qū)域的調(diào)查只發(fā)現(xiàn)了當(dāng)?shù)匦「估O蜂的約1/6。隨后，研究人員將這個比例應(yīng)用到識別出的53,945種昆蟲上，以估算公園內(nèi)所有昆蟲的真實(shí)物種數(shù)量。最終估計結(jié)果多達(dá)332,846種昆蟲，其中大多數(shù)尚未被觀察到。

為了估算全球可能有多少種昆蟲，研究人員利用了另一個同樣多樣化的生物類群——樹木。全球樹木物種的估計數(shù)量約為7.3萬種，而瓜納卡斯特?fù)碛?200到1500種樹木。這意味著瓜納卡斯特公園包含了全球樹木多樣性的1.6%到2.1%。如果昆蟲也符合類似比例，那么地球上的昆蟲物種數(shù)量可能在1330萬到2470萬種之間；較為穩(wěn)妥的中間估計值為2030萬種。

還沒發(fā)現(xiàn)，就可能消失

在這項(xiàng)研究中，研究人員使用了非常有力且穩(wěn)健的統(tǒng)計方法，用一個小數(shù)字外推出一個大得驚人的數(shù)字。研究人員表示，他們的數(shù)字是保守估計，這意味著外界仍有可能存在數(shù)百萬種尚未被發(fā)現(xiàn)的昆蟲。昆蟲本來就已經(jīng)被認(rèn)為是動物中最多樣化的類群。如果對昆蟲多樣性的估計比原先認(rèn)為的多出如此之多，那將對我們理解地球生物多樣性的規(guī)模、豐富程度以及未來產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

對昆蟲物種總數(shù)作出估計，可能對保護(hù)工作具有極大價值，因?yàn)槿绻茖W(xué)家連有哪些昆蟲物種存在都不知道，就無法監(jiān)測它們的衰退。

#參考來源：

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2524283123

https://www.science.org/content/article/scientists-have-only-discovered-tiny-fraction-living-insect-species

https://www.eurekalert.org/news-releases/1133086

https://www.sciencenews.org/article/insects-species-estimate-earth

#圖片來源：

封面圖&首圖：Europeana / Unsplash