你有沒有在夏夜里被蚊子的嗡嗡聲煩到睡不著?或者在陽臺上偶然瞥見一只從未見過的甲蟲?那一刻,你可能正在跟一個人類科學(xué)還來不及記錄的物種打著交道。
最近,一群昆蟲學(xué)家在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上發(fā)表了一項研究。他們給出的數(shù)字讓人有點恍惚:地球上可能生活著多達2000萬種昆蟲。而在此之前,科學(xué)界喊了40年的老數(shù)字是600萬種。這中間差了1400萬種——它們可能就藏在你家后院、公園樹皮下,或者某片你還叫不出名字的熱帶雨林里。
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聽起來有點離譜?我們一起來拆開這個數(shù)字,看看它到底是怎么來的,以及為什么這么多物種能躲過人類的眼睛。
先把一個反直覺的事實擺出來:昆蟲在地球上,無論從數(shù)量還是種類上看,都占據(jù)著絕對統(tǒng)治地位。你現(xiàn)在腳下這片土地上,可能正有“數(shù)千億”只螞蟻在忙活。光是螢火蟲這一類,全球就有大約2400種。但已發(fā)現(xiàn)的種類,只是冰山露出水面的那一小角。這項研究告訴我們,人類至今只發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)有昆蟲物種的很小一部分。
為什么會這樣?答案藏在昆蟲的兩個特性里:變態(tài)發(fā)育,以及它們那令人頭疼的躲藏能力。
先說變態(tài)發(fā)育。很多昆蟲一生中會經(jīng)歷完全不同的形態(tài),這意味著它們在不同的生命階段可以棲息在完全不同的環(huán)境里。舉個例子,毛蟲在生命早期吃葉子,在樹枝間爬行;但當(dāng)它變成蝴蝶或者飛蛾之后,主要食物來源就變成了花蜜。它們幾乎換了一個生態(tài)位,就好像同一種生物在不同階段過著平行人生。這種策略讓昆蟲能夠利用更廣的資源,也演化出更豐富的多樣性。
再說體型和藏身技巧。昆蟲大多很小,小到可以在一個個對人類來說微不起眼的縫隙里建立起完整種群。一片卷曲的枯葉、一塊潮濕的樹皮內(nèi)側(cè)、一截斷掉的樹枝斷面——這些地方對科學(xué)家來說,光是要到達就已經(jīng)很費勁了,更何況里面的居民警覺性極高。研究人員形容,要給昆蟲做一個準(zhǔn)確的人口普查,是一項“海克力斯般的任務(wù)”。
這項研究的共同作者、科羅拉多大學(xué)自然歷史博物館和康涅狄格大學(xué)的昆蟲學(xué)家羅伯特·科爾威爾(Robert Colwell)向《大眾科學(xué)》雜志描述了一個核心困境:“大部分昆蟲都很稀有,即使你采集了巨量樣本,還是會不斷發(fā)現(xiàn)新物種。”他舉了一個讓人印象深刻的例子:研究團隊在哥斯達黎加設(shè)置陷阱,持續(xù)運轉(zhuǎn)了相當(dāng)于69個“陷阱年”的時間,采集了超過160萬個昆蟲個體——即便如此,他們?nèi)匀粵]把那個地方的所有物種都抓全。“統(tǒng)計學(xué)上的挑戰(zhàn)是,你不僅要估算你看到了什么,還得估算你遺漏了多少。”
這就是問題的關(guān)鍵。你沒法直接數(shù)一個你找不到的東西。所以,科爾威爾和肯塔基大學(xué)名譽教授邁克爾·沙基(Michael Sharkey)、康奈爾大學(xué)昆蟲學(xué)家和生物多樣性科學(xué)家勞拉·梅麗莎·古茲曼(Laura Melissa Guzman)一起,換了一個迂回策略。他們沒有試圖直接數(shù)所有昆蟲,而是先盯住一個他們研究得比較透徹的類群,用這個類群當(dāng)“量尺”,推算出整個昆蟲世界的物種規(guī)模。
他們選中的這個“量尺”,是一類叫做Microgastrinae的寄生蜂。這類蜂的生活方式聽起來像科幻恐怖片:它們把卵產(chǎn)在毛蟲體內(nèi)。卵孵化后,幼蟲就從毛蟲體內(nèi)開始進食、長大,最終破體而出。研究人員在哥斯達黎加西北部的瓜納卡斯特保護區(qū)(área de Conservación Guanacaste,簡稱ACG)對這種寄生蜂進行了詳盡調(diào)查。
他們動用了三套不同的采集方法。其中兩套都使用了帳篷狀的馬來氏陷阱,分別是核心陷阱組和外圍陷阱組;第三套方法則是直接采集毛蟲,然后分析從這些毛蟲體內(nèi)羽化出來的寄生蜂種類。這么做的目的很簡單:用一種方法漏掉的東西,可能正好被另一種方法抓到。三種方法疊加,就能更完整地勾勒出這個類群的邊界。
接著,研究團隊運用了若干種統(tǒng)計模型,來推算這群寄生蜂中已知種類和尚未被發(fā)現(xiàn)種類之間的比例。結(jié)論相當(dāng)驚人:僅僅根據(jù)這個類群推斷,就可能存在800萬到1400萬種我們尚未知曉的昆蟲物種。
古茲曼告訴《大眾科學(xué)》雜志,這些新增的物種“幾乎肯定大多數(shù)都是體型小、稀有且高度特化的”。這句話透露了很多信息。“體型小”意味著它們更容易被忽略;“稀有”意味著你找到它們的概率天然就很低;“高度特化”意味著它們可能只在某種特定的微環(huán)境里生存,比如依賴某一種特定的植物、某個特定高度的樹冠層,或者某種特定腐爛階段的朽木。這類生物就像是生態(tài)密碼鎖里只有你找到正確組合才能打開的那一格——而那個組合,可能分布在數(shù)萬平方公里雨林中的某個幾平方米的角落里。
研究團隊還發(fā)現(xiàn)了一個更讓人警醒的細節(jié):在他們采集到的寄生蜂物種中,有75%的物種僅僅被三種采集方法中的某一種捕獲到。換句話說,如果你只用一個方法去采樣,你可能會漏掉四分之三的物種。科爾威爾他們之所以能發(fā)現(xiàn)那么多隱藏物種,恰恰是因為他們用了多套方法互為補充。而過去那些基于單一采樣手段的研究,可能系統(tǒng)性地低估了昆蟲世界的真實規(guī)模。
這就回到了那個懸了40年的600萬種舊數(shù)字上。這個數(shù)字并不是拍腦袋編出來的,它在很長一段時間里都是科學(xué)界的共識。但它的測算依據(jù)受到當(dāng)時技術(shù)條件和采樣范圍的限制,本身帶有很大的不確定性。而新研究揭示的,正是這種不確定性的量級:我們漏掉的可能不是一個兩個,而是以千萬計的物種。
當(dāng)然,這里需要停頓一下——2000萬種這個上限是一個估算值,而不是一個精確計數(shù)。研究人員使用了“可能”(may be)這樣的限定詞。這篇文章中所有關(guān)于未來發(fā)現(xiàn)和物種數(shù)量的表述,都帶著這種科學(xué)推斷固有的謹慎。它不是“已有定論”,而是“根據(jù)當(dāng)前最優(yōu)模型給出的推測”。科學(xué)世界里,當(dāng)一個數(shù)字前面出現(xiàn)“可能”這兩個字時,往往意味著前方還有大量等待驗證的工作。
但這并不削弱這件事的意義。恰恰相反,意識到我們無知的邊界有多大,可能是人類認知史上最誠實的姿態(tài)之一。你可以這樣想:假設(shè)你拿到一本厚達2000頁的生命圖鑒,目前只解鎖了前面600頁,而剩下的1400頁你都不知道上面畫著什么。更讓人揪心的是,那些沒被翻開過的頁碼,正在以我們不知道的速度被撕掉——棲息地消失、氣候變化、污染,所有這些因素都可能讓一個物種在獲得命名之前就永遠消失了。
這也是為什么這項研究讓人同時感到興奮和隱隱的焦慮。興奮的是,地球上還有那么龐大的未知生命等待探索,未來的生物學(xué)課本可能比現(xiàn)在厚上好幾倍。焦慮的是,我們趕不上自己造成的損失速度。
所以你下次在窗臺看到一只叫不出名字的飛蟲時,不急著拍死它。它也許就是那1400萬頁缺失圖鑒里,某一天恰好翻到你面前的一頁。而這一頁,可能整個科學(xué)界都還沒機會讀過。
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