为什么我们依旧采集蝴蝶?

为什么我们依旧采集蝴蝶?

作者: Academic rigour

译者:林业杰

谁不喜欢蝴蝶呢?对大多数人而言,他们一定会不假思索的捣毁屋外的蜂巢、朝着路上的蚂蚁喷杀虫剂,或户外烧烤时对苍蝇实施降维打击。但鲜有人会故意杀死一只蝴蝶。可能是因为它们具有美丽的颜色、复杂的图案和优美的飞行姿势。这些优点使得蝴蝶较其他昆虫更为人青睐。

作为全球最大几个鳞翅目标本保存中心之一的管理员和相关领域极为活跃的学者,我花费了大量时间来解释为何我们依旧需要采集标本。所有这些蝴蝶标本都非常有助于我们了解其正在野外飞舞的兄弟姐妹。采集标本至关重要-不仅是为了记录物种多样性,也是为了保存物种的相关信息。

有些收集者会保存有近百年历史的蝴蝶标本 George EastmanHouse, International Museum of Photography and Film, CC BY-NC-ND


野外的记录

博物馆作为一个储存库,里面存储着每个自然学家的努力成果。同时,自然历史标本成为了获取地球生物多样性信息的最大来源。大部分我们所知道的生物地理信息及起源演化轨迹都来自于博物馆在过去两个世纪所积累的标本。

作者在科罗拉多采集蝴蝶标本。Thomas W Ortenburger, CC BY-NC-ND


从维多利亚时代流行收藏蝴蝶开始,蝴蝶的采集方法就没有发生什么大的改变。捕虫网依然是最基本的采集工具。绝大多数的蝴蝶都会被花朵吸引,但是在诱捕中,发酵的水果、臭鱼、哺乳动物的粪便,甚至是腐肉-也会对一些物种有吸引力。

任何有着本土植被生长的地方都会出现蝴蝶的身影。许多种类的发生都具有高度的季节性,甚至个别种类只会在一年中的一两个星期内出现。大多数蝴蝶幼虫都会在寄主植物附近活动,成虫通常也是如此。因此寻找特殊种类的蝴蝶最好的方法就是找到有它喜爱的植物大量生长的地区。

回家之后,采集到的种类将会被制成标本。它们会被一个穿胸而过的标本针钉起来。我们使用展翅板将蝴蝶的翅膀打开,使蝴蝶晾干后翅膀保持在合适的位置。然后会在针上加一个含有确切采集地点、采集日期与采集人的标签。干燥后的标本十分脆弱,它们需要避光、保持干燥和防虫。如果保存方式得当,标本可以保存相当长的时间-最古老的已知的针插蝴蝶标本采集于1702年!

将新完成的蝴蝶标本干燥后从展翅板上取下。Andrew D Warren, CCBY-NC-ND


这些采集到的物种可以用于详细的解剖学研究。相关的解剖学研究又会有助于丰富分类学,而最基础的分类学的完善,则为所有相关学科之间的沟通提供了一座桥梁。同时,随着基因技术的不断进步,馆藏标本成为了以DNA为基础的分类学、气候变化与保护遗传学中愈发重要的资源。

佛罗里达自然历史博物馆麦圭尔鳞翅目与生物多样性中心馆藏的蝴蝶标本 Andrew D Warren, CC BY-NC-ND


野外与陈列柜中的新发现

虽然蝴蝶身为最受欢迎的昆虫,但是世界上依旧有许多未知、未命名的蝴蝶。每年我们都会发现新种,就像苍蝇、甲虫和黄蜂一样。在蝴蝶里依旧有很大比例的种类未被鉴定、命名和分类。尤其在热带地区,每月都甚至是每周都会有新种蝴蝶被发现。仅在2015年的一个期刊中就有8个新种被命名!

新物种不只局限于外国和偏远地区,博物馆的藏品中也时常会有新的发现。当标本被专家仔细检视(或再次复查)后,经常会发现之前被认为只有单个物种的一组标本中却包含有多个物种。这些发现通常都基于传统的解剖学研究,然而如今通过最新的DNA手段,我们可以检测出人眼无法分辨差异的不同物种。

研究人员在拍摄有一个多世纪历史的英国蝴蝶标本 . Andrew D Warren, CCBY-NC-ND


新物种名称的正式确立需要在期刊上发表一次正式描述。想要让物种名称成立,研究者们必须要遵守国际动物命名法规。即便这样,特殊名称的确立上还常常存在争议。不仅如此,起初被描述的新物种可能仅仅是个由另一科学家所描述的已知种的亚种。但在多数情况下,经由时间的推移和各学者的独立调查,种类划分的意见会渐渐统一起来。

尽管《美国蝴蝶》和许多书籍已经出版,令人惊奇的新发现仍在继续。甚至我们在最大且最艳丽的蝴蝶—凤蝶中也发现了新种。

2002年被描述的新种阿巴拉契亚虎纹凤蝶雄性(Pterourus appalachiensis),采集于克莱县。NCAndrew D Warren, CC BY-NC-ND


凤蝶种类在增加

在2002年,主要基于当时采集的不同标本间差异,阿巴拉契亚虎纹凤蝶(Pterourus appalachiensis)作为一个新种而被描述了。随后基于所有标本的分子及生态学研究,再加上博物馆标本的进一步确认,都支持这个大而显眼的阿巴拉契亚南部的蝴蝶,似乎是加拿大虎纹凤蝶与东部虎纹凤蝶杂交而产生的物种。

去年(2014年—译者注)发表了一种美国分布的新种虎纹凤蝶—西部巨凤蝶(Heraclides rumiko),值得一说的是,此种的确立是基于微妙但却稳定的翅膀斑点与雌雄生殖器形态特征,以及不同物种DNA条形码相同片段之间的差异。这些差异将其从东部虎纹蝴蝶(Heraclides cresphontes) 中独立了出来。经大量馆藏标本与近来在两个物种位于德克萨斯州的分布交界区内所采集到的标本的对比,这些神秘特征才得以显露。

采集于卡梅伦县的雄性西部巨凤蝶 (Heraclides rumiko),于2014年被描述及命名。Andrew D Warren, CC BY-NC-ND


2013年,有文章描述了一种分布在美国东南部的眼蝶(Hermeuptychia intricata)。这是第一个在得克萨斯州保护区通过DNA条形码调查而被查明的物种。同时鉴定了之前都被称作科罗拉多眼蝶(Hermeuptychia sosybius)的两个相异种群。经过仔细的研究对比,两组间的生殖器差异也被确定了。随后的馆藏标本检视中,显示出此种眼蝶广泛分布在美国东南地区的八个州中。并且大部分情况下成虫可由翅膀上的环状花纹来分辨。

尽管广泛分布于八个州中,此种眼蝶在2013年之前未被发现是新种。Andrew D Warren, CC BY-NC-ND


这些例子显示出了惊人的结论:即使是在研究得很透彻的类群中,新物种依旧存在,并且在揭示生物多样性中,馆藏标本将持续发挥着重要的作用。虽然这三个新种蝴蝶被确立为新种之前就已经在馆藏标本中了,但通过最近所采集的材料才发现了差异,进而初步揭示了其独特性。

麦圭尔鳞翅目与生物多样性中心的分子实验室,人们可以参观研究人员在提取蝴蝶的DNA AndrewD Warren, CC BY-NC-ND


收集,是为了保存

基因数据广泛应用于制定濒危物种的保护计划,蝴蝶也不例外。由于蝴蝶的个体普遍较小,同时也由于科学技术的限制,蝴蝶的群体遗传学研究几乎必须要包括采集标本的步骤。由于保存方法的原因,在馆藏标本中的DNA质量会快速下降,因此在野外采集新鲜的标本成为了获取DNA细节信息的有效途径。

美国东北部一种最珍稀的蝴蝶是个尚未被描述的物种,通常被称为 Crystal Skipper (Atrytonopsis sp.). 这个物种仅仅在科罗拉多北部的一小片沿海地区被发现。遗传学证据表明在这一小片分布区域内生存着三个明显的地理宗*。因此,如果我们的目的是保护这一物种的遗传多样性,那么多个贯穿其分布区的栖息地都需要被保护,而不只是一两个相邻区域。

采集自加特利县的雄性Crystal Skipper (Atrytonopsis sp.)。 Andrew D Warren, CC BY-NC-ND


最近的文章认为,科学研究会导致物种的灭绝,然而,研究不同生物类群的科学家普遍质疑这个结论。

曾分布于旧金山的雄性蓝灰蝶,因栖息地被破坏于20世纪40年代灭绝。Andrew D Warren, CC BY-NC-ND


昆虫的人口动力学较为特殊,一个雌性昆虫常常会产数百粒卵。因此即便是在小种群中,采集一些蝴蝶标本也不会造成任何有害影响。唯一已被证实会导致蝴蝶灭绝的方法是栖息地的破坏与生境破碎化。不幸的是,许多种类的蝴蝶都是以这种方式灭绝的-美国最有名的例子就是蓝灰蝶。现在,这些灭绝了的物种只能在博物馆的标本储藏室里被检视和研究了。


地理宗:居住于一定地理区域内同一个亚种生物个体的总和,称之为地理宗。它具有与邻近亚种相互区别的稳定形态特征。


原文链接:Why we still collect butterflies


此文的翻译始于朋友圈中有人批评我采集标本破坏环境,特翻译此篇文章,科普的同时也希望有人能理解我的分类爱好。

编辑于 2016-05-27 11:55