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秋天第一杯奶茶上“昆虫的足迹”

2023-01-13尹丹

知识窗 2022年12期
关键词:节肢动物薄荷昆虫

尹丹

不论是“你爱我、我爱你”的蜜雪冰城,还是果香融入茶韵,让人心生雀跃的喜茶,或是你在家里冲泡的每袋茶包里,都有上百种昆虫的DNA,你相信吗?

在一片绿油油的茶园里,一只正在授粉的蜜蜂停在一株茶树上;在它不远处,有一只正在偷偷啃食翠绿茶叶的毛毛虫,它正打算在这里“安营扎寨”结成茧;再往旁边看,你会看见一只蜘蛛正在辛勤织网……待到恰好的时节,这些茶叶会被采摘,在经过烘焙、捣碎等一系列工序后,装进茶包送到商店,最后被你买回家,泡好,喝入口中。

如果茶包里的茶叶会说话,或许它们能告诉你,曾有多少昆虫在它们身上驻足停留过,让你知道在这杯即将被你饮下的茶里,残留着多少虫子的足迹。

我们似乎很难具体地知道发生在动物和植物之间的互动,但最近,德国的生物研究团队发现了一种可以用来揭示这种互动的新方法。研究团队通过对干燥的茶叶和草本植物进行环境DNA测试,发现了超过1200种不同节肢动物物种的痕迹。

节肢动物是多样化程度最高的一类动物种群,作为传粉者、猎物和生物防治剂,它们对全球生态系统的功能至关重要。近年的报告记录表明,昆虫数量正在下降,因此对节肢动物群落进行监测显得尤为重要。

对节肢动物的监测,通常采用被动采样的方法,比如使用陷阱诱捕。但用这些被动采样的方法所捕获的节肢动物的多样性往往非常局限。幸而在过去的几年里,一种环境DNA分析技术彻底改变了生物监测领域。

所谓环境DNA,指的是由生物体掉落到周围环境中的DNA。节肢动物可以通过在植物上排泄、咀嚼或抓挠来释放它们的DNA。一旦植物变得干燥,环境DNA就会稳定地保留在那里。这意味着干燥的植物是寻找节肢动物环境DNA的优秀来源。

在研究中,研究团队从商店搜寻了来自世界各地的茶和草本植物,他们对甘菊、薄荷、茶叶和欧芹这四种植物进行了环境DNA分析。他们购买了不同品牌生产的同种产品,以确保每种植物都有不同的产地,以此最大限度地增加所能找到的节肢动物的数量。他们发现,提取到的绝大多数DNA均来自植物本身,其占比高达99%,只有很小一部分DNA属于昆虫。具体来说,研究团队在40份干燥的样本中,发现了1200多种节肢动物独有的环境DNA,平均每份样本中存在至少200种不同节肢动物的环境DNA。

此外,并不是所有检测到的DNA都能与已知物种相匹配。那些可以被识别的物种DNA,研究人员发现它们与已知物种的地理分布相吻合。例如,薄荷茶中含有来自美国太平洋西北地区种植薄荷区域的昆虫DNA,而绿茶中含有来自东亚的昆虫DNA。

昆虫经常可以在不经意间被输送到世界各地,虽然大多数物种无法在旅途中存活下来,但一旦迁徙成功,就可能在新的地方继续造成破坏。如果能够在这些有害物种出现在一个新的地方后立即发现它们,就能在害虫数量飙升之前启动干预管理程序。

许多环境DNA研究都面临一个问题,那就是一小群研究人员所能获得的样本数量总是有限的。使用茶叶和草药进行环境DNA分析,就可以轻松绕过这个问题,在某种程度上,生产这些产品的公司相当于在不知不觉中帮研究人员完成了抽样,使得他们可以更容易收集世界各地的昆虫数据,扩大环境DNA的研究范围。此外,这种分析法可以应用于任何其他干燥的植物,使其成为监测濒危昆虫物种和跟踪作物害虫传播的宝贵工具。

研究团队希望,这种方法可以让孩子对生态和昆虫保育产生兴趣。他们鼓励孩子也加入这项研究中,孩子只需要一个信封、一个密封袋和一包二氧化硅(干燥剂),就可以迅速收集植物,用于未来的环境DNA研究。这样能让孩子通过参与环境研究与保护,从而对生态环境产生兴趣,毕竟未来要生存的还是孩子。最重要的是,这样的研究可以减少对昆虫类节肢动物的解剖,無论何种目的,于动物而言,诱捕、解剖、研究都是一种伤害,希望以后多多推广这样的研究,让人类真正可以和植物、动物共存!

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