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為什麼我們依舊採集蝴蝶?

作者: Academic rigour

譯者:林業傑

誰不喜歡蝴蝶呢?對大多數人而言,他們一定會不假思索的搗毀屋外的蜂巢、朝著路上的螞蟻噴殺蟲劑,或戶外燒烤時對蒼蠅實施降維打擊。但鮮有人會故意殺死一隻蝴蝶。可能是因為它們具有美麗的顏色、複雜的圖案和優美的飛行姿勢。這些優點使得蝴蝶較其他昆蟲更為人青睞。

作為全球最大幾個鱗翅目標本保存中心之一的管理員和相關領域極為活躍的學者,我花費了大量時間來解釋為何我們依舊需要採集標本。所有這些蝴蝶標本都非常有助於我們了解其正在野外飛舞的兄弟姐妹。採集標本至關重要-不僅是為了記錄物種多樣性,也是為了保存物種的相關信息。

有些收集者會保存有近百年歷史的蝴蝶標本 George EastmanHouse, International Museum of Photography and Film, CC BY-NC-ND

野外的記錄

博物館作為一個儲存庫,裡面存儲著每個自然學家的努力成果。同時,自然歷史標本成為了獲取地球生物多樣性信息的最大來源。大部分我們所知道的生物地理信息及起源演化軌跡都來自於博物館在過去兩個世紀所積累的標本。

作者在科羅拉多採集蝴蝶標本。Thomas W Ortenburger, CC BY-NC-ND

從維多利亞時代流行收藏蝴蝶開始,蝴蝶的採集方法就沒有發生什麼大的改變。捕蟲網依然是最基本的採集工具。絕大多數的蝴蝶都會被花朵吸引,但是在誘捕中,發酵的水果、臭魚、哺乳動物的糞便,甚至是腐肉-也會對一些物種有吸引力。

任何有著本土植被生長的地方都會出現蝴蝶的身影。許多種類的發生都具有高度的季節性,甚至個別種類只會在一年中的一兩個星期內出現。大多數蝴蝶幼蟲都會在寄主植物附近活動,成蟲通常也是如此。因此尋找特殊種類的蝴蝶最好的方法就是找到有它喜愛的植物大量生長的地區。

回家之後,採集到的種類將會被製成標本。它們會被一個穿胸而過的標本針釘起來。我們使用展翅板將蝴蝶的翅膀打開,使蝴蝶晾乾後翅膀保持在合適的位置。然後會在針上加一個含有確切採集地點、採集日期與採集人的標籤。乾燥後的標本十分脆弱,它們需要避光、保持乾燥和防蟲。如果保存方式得當,標本可以保存相當長的時間-最古老的已知的針插蝴蝶標本採集於1702年!

將新完成的蝴蝶標本乾燥後從展翅板上取下。Andrew D Warren, CCBY-NC-ND

這些採集到的物種可以用於詳細的解剖學研究。相關的解剖學研究又會有助於豐富分類學,而最基礎的分類學的完善,則為所有相關學科之間的溝通提供了一座橋樑。同時,隨著基因技術的不斷進步,館藏標本成為了以DNA為基礎的分類學、氣候變化與保護遺傳學中愈發重要的資源。

佛羅里達自然歷史博物館麥圭爾鱗翅目與生物多樣性中心館藏的蝴蝶標本 Andrew D Warren, CC BY-NC-ND

野外與陳列櫃中的新發現

雖然蝴蝶身為最受歡迎的昆蟲,但是世界上依舊有許多未知、未命名的蝴蝶。每年我們都會發現新種,就像蒼蠅、甲蟲和黃蜂一樣。在蝴蝶里依舊有很大比例的種類未被鑒定、命名和分類。尤其在熱帶地區,每月都甚至是每周都會有新種蝴蝶被發現。僅在2015年的一個期刊中就有8個新種被命名!

新物種不只局限於外國和偏遠地區,博物館的藏品中也時常會有新的發現。當標本被專家仔細檢視(或再次複查)後,經常會發現之前被認為只有單個物種的一組標本中卻包含有多個物種。這些發現通常都基於傳統的解剖學研究,然而如今通過最新的DNA手段,我們可以檢測出人眼無法分辨差異的不同物種。

研究人員在拍攝有一個多世紀歷史的英國蝴蝶標本 . Andrew D Warren, CCBY-NC-ND

新物種名稱的正式確立需要在期刊上發表一次正式描述。想要讓物種名稱成立,研究者們必須要遵守國際動物命名法規。即便這樣,特殊名稱的確立上還常常存在爭議。不僅如此,起初被描述的新物種可能僅僅是個由另一科學家所描述的已知種的亞種。但在多數情況下,經由時間的推移和各學者的獨立調查,種類劃分的意見會漸漸統一起來。

儘管《美國蝴蝶》和許多書籍已經出版,令人驚奇的新發現仍在繼續。甚至我們在最大且最艷麗的蝴蝶—鳳蝶中也發現了新種。

2002年被描述的新種阿巴拉契亞虎紋鳳蝶雄性(Pterourus appalachiensis),採集於克萊縣。NCAndrew D Warren, CC BY-NC-ND

鳳蝶種類在增加

在2002年,主要基於當時採集的不同標本間差異,阿巴拉契亞虎紋鳳蝶(Pterourus appalachiensis)作為一個新種而被描述了。隨後基於所有標本的分子及生態學研究,再加上博物館標本的進一步確認,都支持這個大而顯眼的阿巴拉契亞南部的蝴蝶,似乎是加拿大虎紋鳳蝶與東部虎紋鳳蝶雜交而產生的物種。

去年(2014年—譯者注)發表了一種美國分布的新種虎紋鳳蝶—西部巨鳳蝶(Heraclides rumiko),值得一說的是,此種的確立是基於微妙但卻穩定的翅膀斑點與雌雄生殖器形態特徵,以及不同物種DNA條形碼相同片段之間的差異。這些差異將其從東部虎紋蝴蝶(Heraclides cresphontes) 中獨立了出來。經大量館藏標本與近來在兩個物種位於德克薩斯州的分布交界區內所採集到的標本的對比,這些神秘特徵才得以顯露。

採集於卡梅倫縣的雄性西部巨鳳蝶 (Heraclides rumiko),於2014年被描述及命名。Andrew D Warren, CC BY-NC-ND

2013年,有文章描述了一種分布在美國東南部的眼蝶(Hermeuptychia intricata)。這是第一個在得克薩斯州保護區通過DNA條形碼調查而被查明的物種。同時鑒定了之前都被稱作科羅拉多眼蝶(Hermeuptychia sosybius)的兩個相異種群。經過仔細的研究對比,兩組間的生殖器差異也被確定了。隨後的館藏標本檢視中,顯示出此種眼蝶廣泛分布在美國東南地區的八個州中。並且大部分情況下成蟲可由翅膀上的環狀花紋來分辨。

儘管廣泛分布於八個州中,此種眼蝶在2013年之前未被發現是新種。Andrew D Warren, CC BY-NC-ND

這些例子顯示出了驚人的結論:即使是在研究得很透徹的類群中,新物種依舊存在,並且在揭示生物多樣性中,館藏標本將持續發揮著重要的作用。雖然這三個新種蝴蝶被確立為新種之前就已經在館藏標本中了,但通過最近所採集的材料才發現了差異,進而初步揭示了其獨特性。

麥圭爾鱗翅目與生物多樣性中心的分子實驗室,人們可以參觀研究人員在提取蝴蝶的DNA AndrewD Warren, CC BY-NC-ND

收集,是為了保存

基因數據廣泛應用於制定瀕危物種的保護計劃,蝴蝶也不例外。由於蝴蝶的個體普遍較小,同時也由於科學技術的限制,蝴蝶的群體遺傳學研究幾乎必須要包括採集標本的步驟。由於保存方法的原因,在館藏標本中的DNA質量會快速下降,因此在野外採集新鮮的標本成為了獲取DNA細節信息的有效途徑。

美國東北部一種最珍稀的蝴蝶是個尚未被描述的物種,通常被稱為 Crystal Skipper (Atrytonopsis sp.). 這個物種僅僅在科羅拉多北部的一小片沿海地區被發現。遺傳學證據表明在這一小片分布區域內生存著三個明顯的地理宗*。因此,如果我們的目的是保護這一物種的遺傳多樣性,那麼多個貫穿其分布區的棲息地都需要被保護,而不只是一兩個相鄰區域。

採集自加特利縣的雄性Crystal Skipper (Atrytonopsis sp.)。 Andrew D Warren, CC BY-NC-ND

最近的文章認為,科學研究會導致物種的滅絕,然而,研究不同生物類群的科學家普遍質疑這個結論。

曾分布於舊金山的雄性藍灰蝶,因棲息地被破坏於20世紀40年代滅絕。Andrew D Warren, CC BY-NC-ND

昆蟲的人口動力學較為特殊,一個雌性昆蟲常常會產數百粒卵。因此即便是在小種群中,採集一些蝴蝶標本也不會造成任何有害影響。唯一已被證實會導致蝴蝶滅絕的方法是棲息地的破壞與生境破碎化。不幸的是,許多種類的蝴蝶都是以這種方式滅絕的-美國最有名的例子就是藍灰蝶。現在,這些滅絕了的物種只能在博物館的標本儲藏室里被檢視和研究了。

地理宗:居住於一定地理區域內同一個亞種生物個體的總和,稱之為地理宗。它具有與鄰近亞種相互區別的穩定形態特徵。

原文鏈接:Why we still collect butterflies

此文的翻譯始於朋友圈中有人批評我採集標本破壞環境,特翻譯此篇文章,科普的同時也希望有人能理解我的分類愛好。


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