自然科普:這隻蟲子的保命手段,竟是150°C的屁?
來源:格致論道
發布時間:2021-03-11
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我來自北京林業(ye) 大學,我的主要研究方向就是一句話:我是做昆蟲分類學的。

可能大家聽著“昆蟲”很熟悉,但什麽(me) 是分類學?

作為(wei) 一個(ge) 分類學家,我日常的研究分為(wei) 很多個(ge) 方向,但是為(wei) 了讓大家更有興(xing) 趣,我講一件大家最感興(xing) 趣的事情:捉蟲子。

今天我匯報的題目叫做“我是一個(ge) 甲蟲獵人”,就是講一講我抓甲蟲的故事。

大家可能覺得捉蟲子是一個(ge) 很簡單、很小的事情,我小學的時候就開始抓蟲子了。

當時學校和家長管得也沒有那麽(me) 嚴(yan) 格,我們(men) 學校的樹上長了毛毛蟲,我就會(hui) 把毛毛蟲抓回來,放到鉛筆盒裏。

老師上課講得不好聽時,我就把毛毛蟲拿出來盤一盤。

當我現在變成一個(ge) 大學老師後,我是怎麽(me) 抓蟲子的呢?換句話說,作為(wei) 一個(ge) 專(zhuan) 業(ye) 的分類學家,怎麽(me) 抓蟲子呢?

昆蟲分類學家的工作

首先給大家展示一隻我抓的蟲子,這隻蟲子非常厲害,為(wei) 什麽(me) 說它非常厲害?

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看一看這張圖,這隻蟲子是從(cong) 哪抓的?

這個(ge) 蟲子來源於(yu) 中國西藏的普蘭(lan) 縣,位於(yu) 中國、尼泊爾、印度三國交界的地方,非常難去,非常遠,那麽(me) 抓這隻蟲子一定不容易。

不僅(jin) 抓它不容易,而且這個(ge) 屬叫做Himalopenetretus,是喜馬拉雅西段特有的一個(ge) 屬,迄今為(wei) 止隻知道兩(liang) 個(ge) 種。

而且不僅(jin) 隻知道兩(liang) 個(ge) 種,這已知的兩(liang) 個(ge) 種,科學上有報道的標本隻有四頭兩(liang) 種,我抓的這隻是這個(ge) 屬全世界已知的第五個(ge) 標本,而且是一個(ge) 新種。

我們(men) 今年剛發表了一篇文章,描述的就是這個(ge) 標本代表了中國在這個(ge) 屬的一個(ge) 最新發現。

並且描述了一個(ge) 新物種,這就是這個(ge) 物種已知的唯一的標本。

這篇文章發表後,我總結,這篇文章寫(xie) 起來很簡單,內(nei) 容也很簡單,但是它最難的地方是什麽(me) ?

最難的在於(yu) 采集標本,就是抓蟲子這件事情上。下麵就是一個(ge) 例子。

在一個(ge) 非常靠近印度和尼泊爾邊境的地方,這個(ge) 地方海拔4800米,向上一點就是永久的冰川凍原。

這個(ge) 屬的所有已知標本,全都是在這種海拔4000米以上,非常臨(lin) 近冰川的地方采的,是不是聽上去挺厲害的?

2019年,我們(men) 去西藏轉了一大圈,當時我們(men) 主要關(guan) 注的地方是西藏的西南部,最遠到了西藏的最西南角——阿裏。

西藏是中國的屋脊,阿裏被稱為(wei) 屋脊上的屋脊,是西藏海拔最高的地方。

那一年,我們(men) 采步甲,采到了最高的地方,海拔5600米,5600米是什麽(me) 概念?

珠峰頂上的氧氣是地麵氧氣的三分之一,我們(men) 到的地方隻有地麵氧氣的一半左右。

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上圖展示了三張西藏的風景照,這三張照片並不是讓大家看西藏的風光,而是要介紹我們(men) 核心采集的三個(ge) 主要關(guan) 注的生境。

第一個(ge) 是在海拔5000米左右的高山的礫石潭加上凍原,這裏有很多我關(guan) 注的甲蟲。

第二個(ge) 是中海拔,即三四千米的高山榆木林。

第三個(ge) 是幹熱河穀河邊的河灘,在這裏我們(men) 也采集到了非常珍貴的標本。

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這個(ge) 物種實際上分布在克什米爾,也是首次在中國被發現和記錄。

每年我都要花大概1-3個(ge) 月的時間在野外捉蟲,剩下的時間,我更多的是在實驗室製作標本,製作後把它們(men) 分類鑒定。

如果有新的科研成果,我就撰寫(xie) 文章,發表出來。

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這些都是我製作或者說收集的一些步甲標本。

總的來講,我認為(wei) 作為(wei) 一個(ge) 分類學家,最核心的工作就是收集標本,分類鑒定,撰文發表,並且通過我撰寫(xie) 的一些成果,讓大家對這些類群有所認知,以此作為(wei) 一個(ge) 鑒定的依據。

剛才我講了分類學家做的事情,接下來,我再稍微補充一些基礎星空体育官网入口网站。

我是一個(ge) 甲蟲獵人,那麽(me) 什麽(me) 是甲蟲?

甲蟲是昆蟲綱中的一個(ge) 綱,識別它們(men) 非常容易。

我們(men) 都知道,所有昆蟲都有兩(liang) 對翅:前翅和後翅。

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這隻張開翅膀的甲蟲,它的前翅加厚,硬化形成“鞘翅”,把身體(ti) 保護起來,所以甲蟲被稱為(wei) 鞘翅目,非常容易識別。

甲蟲是昆蟲中非常重要的一個(ge) 類群,為(wei) 什麽(me) 重要?

在所有生物中,現生的已描述物種大概有190萬(wan) 種,在這190萬(wan) 種中,有145萬(wan) 種是動物。

在這145萬(wan) 種動物中,有115萬(wan) 種節肢動物,在這其中,大概100萬(wan) 種是昆蟲。

所以昆蟲占了所有已知生物的一半以上。

在昆蟲中,甲蟲是最重要的一個(ge) 類群,已知物種數量達到38萬(wan) 種,這個(ge) 數量是非常龐大的。

現在所有我們(men) 知道的人、動物、哺乳動物、鳥類、獸(shou) 類、蛇類、魚類,加起來不過6萬(wan) 種,甲蟲和它們(men) 比起來是一個(ge) 非常龐大的類群。

我們(men) 身邊有哪些甲蟲?螢火蟲、瓢蟲、蜣螂等,都符合剛才我對甲蟲的說明。

但是我的研究方向並不是所有甲蟲,下麵展示了我最喜歡的步甲科。

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全世界的步甲科有4萬(wan) 種左右,中國有4000種,剛才我講了一隻非常高級的步甲,實際上,步甲中也有很多物種沒有那麽(me) 高級。

我這裏展示的大多數物種,甚至很容易在北京的城裏或平原地帶見到。

北京大概有200種步甲,如果大家感興(xing) 趣,今後可以慢慢尋找。

步甲標本的采集方法

這些步甲標本是如何采集的?

步甲有一個(ge) 生活習(xi) 性,它們(men) 白天蜇伏,晚上才會(hui) 出來,白天躲在石頭、草根下麵,晚上出來捕食。

白天若想采到步甲,有一個(ge) 最簡單的方法。

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我們(men) 出去看這種石頭下麵,把石頭搬開,有時就會(hui) 發現步甲在下麵躲著睡覺,躲避天敵、鳥、獸(shou) ,或者躲避我們(men) 這種抓蟲子的人。

我們(men) 把石頭翻開,就可以抓住它們(men) 了。

另一種方法,也是一個(ge) 很高效的方法。

我們(men) 在野外,尤其是在草坪、草地或林下的環境,在地上挖一個(ge) 坑,把一次性的塑料杯埋在地表以下,讓杯口和地麵齊平,然後在裏麵放一些甲蟲喜歡吃的東(dong) 西。

它們(men) 喜歡吃什麽(me) ?

它們(men) 喜歡陳醋加白酒,把這兩(liang) 種東(dong) 西兌(dui) 在一起,倒進杯子裏一點,然後我們(men) 回到住的地方,第二天再來看。

晚上步甲出來活動,就會(hui) 掉進陷阱裏,然後就被抓到了。

另外還有一個(ge) 我們(men) 非常喜歡的生境,即河邊開闊的河灘,這上麵也有很多步甲。

但是采集這種步甲並不容易,因為(wei) 河灘上的石頭太多了,我們(men) 不可能一個(ge) 個(ge) 翻開,那需要怎麽(me) 辦?

我們(men) 晚上會(hui) 打著手電和頭燈,去河灘找,我們(men) 會(hui) 發現,白天很安靜的河灘,晚上就是不一樣的情況了。

這些步甲全都站起來了,在河灘上走來走去,我們(men) 很容易就能把它們(men) 抓住了。

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這隻步甲叫做山麗(li) 步甲屬,在中國,它們(men) 分布在海拔非常高的高原上,在四川西部、西藏東(dong) 部,物種非常繁多。

圖片中的兩(liang) 隻蟲都非常好看,但它們(men) 實際上是同一屬的兩(liang) 個(ge) 物種,它們(men) 生活在什麽(me) 環境中?

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在西藏南部,海拔4800米左右的高山礫石灘上,在雪線和碎石坡上是沒有的。

邊上有一些長草的地方,長草的地方有一些碎石,我們(men) 白天把這些碎石扒開,就有可能采集到這種非常好看的步甲。

為(wei) 什麽(me) 我總要去難去的、辛苦的地方采步甲?

首先,如果這個(ge) 地方難去,那麽(me) 能采集到的標本一定是比較珍稀的,就有可能發現別人沒有發現過的物種。

第二,橫斷山區地形非常複雜,而且地質變動非常複雜,中國大的地震幾乎發生都在西南的橫斷山區。

這裏地質變動複雜,物種進化速度也快,物種隔離性也強,所以在這裏,可能每隔50公裏,在不同的山頭,就能采集到不同的物種。

而在北京的物種很有可能一直分布到東(dong) 北,也有可能一直分布到新疆,可能采集2000公裏的路,采到的都是同一個(ge) 物種。

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這個(ge) 標本非常好看,它是我在四川海螺溝,海拔4000米左右的高山杜鵑矮灌叢(cong) 上,用杯誘采到的大步甲,它的身上閃著金色星星的光。

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這也是我們(men) 非常喜歡的生境,叫做高山雲(yun) 霧林,這裏麵步甲數量非常多,有時一天就能采到大量的標本。

在野外遇見的“危險角色”

我去過這麽(me) 多地方,在野外有沒有遇到過危險?

作為(wei) 一個(ge) 昆蟲學家,我覺得在野外遇到的危險,很多都是我能控製的,因為(wei) 我非常了解野外昆蟲的危險,其他大的動物,我也不去招惹它。

但是在所有昆蟲中,最危險的是什麽(me) ?

我認為(wei) 在所有昆蟲中,最危險的就是胡蜂。

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我在野外也遇到過胡蜂,我一般不去招惹它,但是采集甲蟲有一個(ge) 很重要方法,叫做振布法。

我拿一塊布,右手拿一根棍,把樹枝敲落到振布上,就可以把甲蟲采回來了。

有一次,我一不小心就敲到了胡蜂,把它敲到我的布上,那可了不得,我就趕快跑,所有東(dong) 西都不要了。

跑開後,我等了大概半個(ge) 小時,那裏安靜了,才趕快把我的工具拿走。

我采的步甲危險嗎?

大多數都不危險,但是也有一個(ge) 家夥(huo) 危險,這個(ge) 危險的家夥(huo) 叫做屁步甲。

顧名思義(yi) ,它危險在會(hui) 放屁,它的屁和你的屁不一樣,它的屁溫度高達150度以上,是很燙的屁。

有時,我們(men) 用手拿到,就會(hui) 聽到“噗”的一聲,手就會(hui) 被燙紅,被灼傷(shang) 得很疼。

在野外怎麽(me) 抓屁步甲?

有時我會(hui) 拿一個(ge) 大的鑷子,用鑷子把它夾起來,裝進瓶子裏。

但是偶爾我沒拿鑷子,這時可以用腳踩住它,會(hui) 聽到腳下“噗”的一聲,再踩一下,“噗”又一聲。

它“噗”三四下,最後就沒有力氣了,為(wei) 什麽(me) ?

因為(wei) 它體(ti) 內(nei) 的防禦液用完了,沒有放屁的功能了,這時我就可以用手把它抓起來了。

屁步甲為(wei) 什麽(me) 會(hui) 產(chan) 生這麽(me) 高溫的氣體(ti) ?

這是昆蟲防禦係統上一個(ge) 非常特別的例子,前段時間,我查了一篇文章,看到了屁步甲的防禦係統。

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右邊是一張示意圖,它的防禦係統分為(wei) 兩(liang) 部分。

昆蟲學家研究發現,它的屁放出來的高溫的東(dong) 西,主要是一種化學物質,叫做苯醌。

在它的防禦係統裏,實際上是在基部的藍色防禦線裏,儲(chu) 存了兩(liang) 種化學物質的混合物,分別是過氧化氫和苯酚。

過氧化氫和苯酚在正常情況下不會(hui) 發生反應,但當經過了過氧化物酶的催化時,它們(men) 就會(hui) 發生反應,生成苯醌,同時產(chan) 生大量的熱,這就是它的屁的來源。

下麵的粉色區域儲(chu) 存的是過氧化氫酶,過氧化氫和苯酚的混合物遇到過氧化氫酶後,就會(hui) 產(chan) 生這種高熱的屁。

最後,我想用這張圖來給這次匯報做一個(ge) 結束。

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這張步甲的圖片並不好看,非常普通,甚至缺胳膊斷腿,右邊中間的灰白色標簽,展示了這個(ge) 標本的采集信息。

它是1900年在印度南部的班加羅爾被采集的,現在印度南部是一個(ge) 人口非常密集的地方。

這隻蟲子的年紀有多大?比我爺爺大10歲,年紀非常大。

它是我在2013年發表的新種,這個(ge) 新種發表時,隻知道這一個(ge) 標本,標本非常稀少,而且提示了現在這個(ge) 物種很有可能已經不存在了。

采集它的地方非常繁華,人口非常密集。

前段時間我在果殼上看到一篇文章,說過去的26年,我們(men) 可能拯救了27個(ge) 物種,以避免滅絕。

看到這篇文章時,我非常感慨,保護生物學家用了很多方法,去避免這些物種的滅絕。

但是昆蟲很卑微,有大量的物種甚至可能在人類認識它們(men) 前就已經滅絕了。

這個(ge) 物種非常幸運,它在100多年前被當時的甲蟲獵人采集,收藏到標本館裏,能夠讓我們(men) 去認知它們(men) 。

但是不是還有更多的甲蟲仍然隱匿在森林中?它們(men) 的棲息地受到了非常嚴(yan) 重的威脅,它們(men) 甚至都沒有機會(hui) 被人類認知。

甲蟲很卑微,但是它們(men) 仍然值得擁有一個(ge) 名字,這就是我們(men) 分類學家今天在努力做的一件事情。

也許我們(men) 不能拯救它們(men) 免於(yu) 滅絕,但是我們(men) 能夠把它們(men) 帶到標本館,給它們(men) 一個(ge) 名字。

來源:格致論道講壇

史宏亮 北京林業(ye) 大學林學院森林保護學科副教授

原標題:《這隻蟲子的保命手段,竟是150°C的屁? | 史宏亮》


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