宅家之“便”：昆蟲學家發(fā)現(xiàn)9種蚤蠅新物種
新冠疫情導致的封鎖使世界各地的生物工作者都面臨著同樣的問題，居家辦公要怎么推進研究？要是在家也能做實驗就好了——大家都這么想。兩位來自美國洛杉磯自然歷史博物館的昆蟲分類學家，Lisa Gonzalez博士和Brian Brown博士，真的這么做了。他們在家中打造了一個簡單的臨時實驗室，并發(fā)現(xiàn)了9種蚤蠅新物種。
昆蟲分類學是干什么的，居然可以在家開展研究？
昆蟲分類學是一門研究昆蟲命名、鑒定、描述以及系統(tǒng)發(fā)育和演化的科學。對于許多研究而言，昆蟲分類是其工作展開的根基。
昆蟲是地球上數(shù)量最多，也是物種多樣性最高的動物群體。雖然已有一百多萬種物種記錄，但事實上，昆蟲仍有大量未知種類待人們?nèi)グl(fā)現(xiàn)、記述。昆蟲分類工作的基石為形態(tài)鑒定，鑒定中通常需要剝離解剖特征器官部位，將其置于顯微鏡下檢視，以進行種間昆蟲的形態(tài)差異比較。這種名為經(jīng)典分類學手段的鑒定操作頗有一些手藝活的意味。一方面，解剖操作需要一定的練習，另一方面，即使是識別已經(jīng)準備好的鑒定材料，也需要一定的經(jīng)驗積累。
中國昆蟲分類學泰斗楊集昆先生生前與夫人在家整理昆蟲標本（圖源:集昆記）
由于類群之間特征選取的差異，即使是分類學家，也很少有人能夠快速準確地鑒定來自多個不同類群的昆蟲。幸而DNA條形碼技術隨著遺傳學手段的進步應運而生——人們發(fā)現(xiàn)，可以使用特征基因片段作為一個物種的身份證，通過對該基因片段的測序比對，對物種進行鑒定。在前期數(shù)據(jù)積累足夠的前提下，使用DNA條形碼技術可以快速、有效地對物種進行鑒定，它也是昆蟲分類學家研究開展的重要手段。
昆蟲分類學的一個重要應用是進行有害生物檢驗檢疫工作，準確、快速的鑒定可以使海關迅速地判斷貨品和行李中是否存在可能對本地造成危害的昆蟲，在保護本地生態(tài)環(huán)境，預防外來病蟲害入侵的同時，保障貿(mào)易的時間效率。昆蟲分類也是不少研究開展的前提。以害蟲防治為例，前段時間新聞中受到大量關注的草地貪夜蛾與非洲沙漠蝗，如要對它們展開防治研究，首要保證的就是要能夠可靠、高效地將它們與相近類群昆蟲區(qū)分開來。
除了這些直接性的應用，昆蟲的物種多樣性，是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要評估參數(shù)。出于對自然的好奇心，更出于保護與合理利用生物資源的愿望，世界各地活躍著一群低調(diào)的分類工作者，在堅持這項看起來“不起眼”的工作，即：調(diào)查各地各種各樣的環(huán)境里，生存著什么樣的昆蟲，探尋它們演化的歷史。
可以想像，因為需要的設備和試劑都不適于在家庭環(huán)境中使用，DNA的獲取與測序難以在家實現(xiàn)。但如果我們把工作回歸經(jīng)典分類學，事情就不一樣了。
在家存放DNA提取試劑是不現(xiàn)實的，但存放用酒精保存的昆蟲標本并不會帶來比在家放瓶酒更大的安全隱患，處理標本所需的氫氧化鈉溶液或乳酸所需的安全存放條件在家也可以實現(xiàn)，其他所需要的設備，包括相機、顯微鏡和解剖針，也都可以從研究室?guī)Щ丶沂褂谩?br style="box-sizing: border-box;"/>
Lisa Gonzalez和Brian Brown便是用一百余年來前輩分類學家們一直使用的經(jīng)典分類學方法，疫情宅家期間完成了9種新昆蟲的發(fā)現(xiàn)。
把握好，疫情也許是個潛心鉆研的契機
對于可以接觸到標本和設備，以及文獻資料的昆蟲分類工作者來說，疫情防控封鎖幾乎是提供了一個潛心鉆研工作的契機。
要知道，昆蟲分類工作看似簡單，實際并不輕松。工作的展開需要閱讀大量的分類文獻，厘清其提供的信息，以發(fā)現(xiàn)其中的問題，并明確解決問題的思路。許多重要的分類學文獻都是使用法語、德語、西語和俄語撰寫的，且沒有可替代的英文文獻。此外，文獻中記述的一些信息，需要調(diào)查相關背景資料才能夠理解。
譬如，一些記述中國昆蟲物種文獻，由于由外國人完成，記述分布使用的地名多為外語拼成的擬音詞記述，理解存在一定的難度。一些特殊地名存在時間很短，如一些1932年至1945年的物種記錄，會出現(xiàn)類似“新京”（今長春）這樣的分布地點記述，需要查閱相關歷史資料，才能核實比對。因此，昆蟲分類文獻的閱讀具有一定的難度，也考驗人的耐心。分類成果的系統(tǒng)整理工作多較為細碎，文稿的撰寫往往需要整段的時間，才能夠推進。因此，昆蟲分類工作很難在瑣事較多時獲得進展。然而，在疫情防控期間，很多平時不得不參與的瑣事或消失了，或不得不往后推延，因而，一些分類學家也樂得享受這段時光，在過去的幾個月里成果頗豐。
而對于另一部分人來說，這也是一個很好的思考的時期，可以去補充學習一些之前想了解，卻一直沒有時間去系統(tǒng)學習的知識。在我對同行進行的一個微型采訪中，一位研究人員表示，自己的研究方向正在從物種地理分布的演化，轉(zhuǎn)向生物多樣性評估，這需要補充許多生態(tài)學知識，之前一直沒有找到合適的時間去學習，但這段時間在家，他終于完成了自己的學習目標。
居家辦公對于昆蟲分類學家而言，也是不可持續(xù)的
昆蟲分類學家都可以將工作帶回家嗎？
遺憾的是，這個問題的答案是否定的，不是所有人都可以把分類工作帶回家。
事實上，Gonzalez博士在家使用的顯微鏡并不足以讓她完成這次的分類鑒定工作，因此，她在進行基礎的分類工作后，將標本移交給能夠使用分辨率與放大倍數(shù)更高的顯微鏡的Brown博士進行進一步鑒定。
分類研究對于工作場所的依賴度并不比其他研究小。顯微鏡的價格有高有低，對于一些體型極小，或特征部位極小的昆蟲而言，觀察鑒定工作往往需要使用高精度的設備，這些設備在不便移動的同時往往價格高昂；拍攝昆蟲特征圖的相機也動輒上萬。一般情況下，這些設備都是大家共用的，絕大多數(shù)研究單位不允許員工將設備帶回家，避免潛在的設備損壞風險和公平性問題。此外，就國內(nèi)情況來講，很少有研究者家里有足夠的空間，可以在家看標本。無論國內(nèi)外，包括Gonzalez博士和Brown博士所在的美國，大部分有分類學科的單位，無論是大學、研究所，還是自然博物館，在疫情期間都選擇的是控制人口密度，讓大家輪流去實驗室進行必需的工作，或者干脆徹底關閉。
大部分分類工作者其實和其他生物工作者一樣，這段時間的工作主要集中在整理之前的研究成果和撰寫論文專著。
疫情發(fā)生之后，他們并不能去采集新的標本。他們在研究中使用的標本，是在疫情發(fā)生前采集到的，其實從某種角度來說，和沒有處理的實驗數(shù)據(jù)很類似，都是有限的，通過前期工作獲得的研究基礎。
野外掃網(wǎng)采集昆蟲的青年昆蟲分類者（攝影/王亮）
野外掃網(wǎng)采集昆蟲的青年昆蟲分類者（攝影/王亮）
這樣的情況是普遍的。這次疫情給昆蟲分類學家工作的基礎，標本采集，帶來了致命的影響。不少歐美昆蟲分類工作者研究的是物種多樣性豐富度相對較高的東南亞、南美和非洲的熱帶雨林環(huán)境，疫情的發(fā)生使他們無法進行跨國旅行，也就沒有辦法獲得新的研究材料，研究短期內(nèi)可以維持，但長期來講不可持續(xù)。中國分類學工作者也面臨著相似的情況，雖然由于中國物種多樣性調(diào)查尚存較大的空缺，多數(shù)中國分類學工作者目標調(diào)查的地點在國內(nèi)，但中高風險地區(qū)的研究人員這方面的工作也只能停擺。昆蟲成蟲壽命多很短，大部分昆蟲類群只有在夏季，甚至夏季的一小段時間較為活躍，易于采集。過了六月，只能在初夏展開的采集工作，就只能等來年了。因此，一些研究人員開始轉(zhuǎn)移自己的研究方向，如將研究重心調(diào)整到城市昆蟲學，研究周圍的昆蟲，以減輕不能遠途旅行產(chǎn)生的影響。
此外，分類工作中不可缺少的，對模式標本的檢視，在家同樣難以實現(xiàn)的。
由于一些昆蟲特征只有在干制標本上才能觀察到，因此，模式標本，也就是每個物種的定名標本，物種鑒定所必需的比照對象，都是干制的。遠距離運輸這樣的標本很危險，一個急剎車帶來的振動，就可能會對標本造成損傷。出于對標本的保護，如需觀察干制標本，研究者通常必須走訪該標本的館藏地。在疫情期間，這樣的走訪不能進行。
疫情前檢視大英自然歷史博物館標本館藏的昆蟲分類學研究生
就研究工作本身的性質(zhì)而言，交流是必不可少的，對于研究人員來說，學術會議是一個和同行交流的重要途徑。然而在疫情的沖擊下，許多會議都將延后舉辦，比如，對于中國昆蟲分類學家而言十分重要的全國昆蟲區(qū)系分類會。此外，據(jù)中國農(nóng)業(yè)大學劉星月教授所述，原定于2020年在芬蘭舉辦的國際昆蟲學會議，和原定于2021年在巴西舉辦的國際脈翅目昆蟲研究會議，也都將因疫情順延一年。一些即將博士畢業(yè)，或處于博后階段的分類學工作者表示，這些會議本來是他們結(jié)交人脈、尋找未來工作的好機會，會議的延后會對他們的下一步發(fā)展產(chǎn)生一定的消極影響。
此外，除了行業(yè)內(nèi)的一些問題，昆蟲分類工作者們也多少都遇到了居家辦公時因孩子分心，長期封閉引發(fā)焦慮，辦公資料無法帶回家工作受限等普遍存在的問題。
