自然科普:沒人愛的蒼蠅,原來是益蟲欲媲美蜜蜂?
來源:賽先生
發布時間:2021-08-19
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撰文 | Stephanie Pain

翻譯 | 雅 舒

責編 | 惠家明

昆蟲學家Jonathan Finch駕駛著滿是灰塵的汽車離開高速公路,駛上曼布盧(Manbulloo)的戰時舊機場,他知道在另一端等待著他的將是65000棵盛開的芒果樹、一種難以形容的可怕氣味,以及嗡擾煩人的蒼蠅聲。

廣闊的曼布盧芒果農(nong) 場,是一處位於(yu) 澳大利亞(ya) 北部凱瑟琳鎮附近的大型果園,麵積有4平方公裏。“這是一個(ge) 美麗(li) 的地方——偏遠、寧靜,但氣味令人難以置信,你就是不能消除這種氣味。”Finch說。雖然我們(men) 正在電話裏溝通,但我能感覺到他滿臉笑意。後來事實證明,這種令人厭惡的氣味就是他自己創造的,因為(wei) 這對他研究蒼蠅授粉能力至關(guan) 重要。

我們(men) 大多數人都不太喜歡蒼蠅。不過,Finch是它們(men) 的忠實粉絲(si) 。他屬於(yu) 一個(ge) 研究蒼蠅給作物授粉作用的團隊,他的團隊還研究蒼蠅是否可以像蜜蜂一樣幫助作物提高產(chan) 量。他從(cong) 大陸另一端的西悉尼大學(Western Sydney University)出發,前去測試一種在芒果種植者中普遍持有的信念:腐爛的殘骸會(hui) 招來蒼蠅,而更多的蒼蠅意味著更多的芒果。

芒果種植者很早就意識到蒼蠅是重要的傳(chuan) 粉者。Finch說,“有些人在樹上掛上大桶,在桶裏放些被馬路撞死的動物,以此來吸引蒼蠅;而另一些人帶來了一噸魚,然後把它們(men) 堆在果園中間。” 農(nong) 民們(men) 相信刺激性的誘餌會(hui) 對蒼蠅有吸引力,而蒼蠅的生理習(xi) 性也表明它們(men) 有可能會(hui) 這樣。但是,沒有科學證據能證明這一點。

蒼蠅會(hui) 被腐肉的氣味所吸引,因為(wei) 它們(men) 會(hui) 在屍體(ti) 和屍體(ti) 上交配並產(chan) 卵。它們(men) 還在花叢(cong) 中覓食,攝入富含能量的花蜜和富含蛋白質的花粉,在此過程中將花粉從(cong) 一朵花運送到另一朵花。因此,我們(men) 可以做一個(ge) 合理的假設——額外的蒼蠅會(hui) 為(wei) 更多的花授粉,這樣作物會(hui) 結出更多的果實。但是事實真的是這樣嗎?

為(wei) 了找到答案,Finch和他的同事們(men) 從(cong) 曼布盧農(nong) 民的誘餌桶中取出魚和雞肉的混合物。當溫度徘徊在30ºC(85ºF)左右時,腐爛的氣味很快就會(hui) 飄過樹木。通過這樣的方式,團隊得以檢測假設是否成立。

一些澳大利亞(ya) 芒果種植者認為(wei) ,引誘蒼蠅到他們(men) 的果樹上可以改善授粉和增加產(chan) 量。作為(wei) 測試該計劃的第一步,昆蟲學家Jonathan Finch在酒桶裏裝滿了雞和魚的混合物,產(chan) 生讓蒼蠅難以抗拒的氣味。圖源:AMY-MARIE GILPIN

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為(wei) 蒼蠅正名

蒼蠅通常會(hui) 受到不好的評價(jia) 。人們(men) 將它們(men) 與(yu) 汙垢、疾病和死亡聯係起來。Finch說:“除了昆蟲學家,沒有人真的喜歡蒼蠅。”

然而,意外的是,我們(men) 有充分的理由去珍惜、鼓勵甚至培育蒼蠅:我們(men) 未來的食物供應可能取決(jue) 於(yu) 它們(men) 。在過去的幾年裏,人們(men) 越來越認識到蒼蠅占野生傳(chuan) 粉媒介的很大一部分——但我們(men) 對它們(men) 這方麵的活動知之甚少。

每種蒼蠅會(hui) 授哪種粉?當作物需要授粉時,蒼蠅提供花粉的效果如何?我們(men) 可以利用哪些蒼蠅來提高未來的收成,以及如何去做?隨著昆蟲種群數量銳減,蜜蜂受到包括瓦蟎和蜂群崩潰綜合征等多種威脅,所以昆蟲學家和授粉專(zhuan) 家迫切希望得到一些答案。

動物負責為(wei) 大約76%的作物授粉,其中包括大量具有全球重要性的作物。鳥類、蝙蝠和其他小型哺乳動物盡了自己的一份力量,但昆蟲做得更多——為(wei) 許多水果、蔬菜和堅果的花朵授粉,從(cong) 杏仁到鱷梨、從(cong) 芒果到甜瓜、從(cong) 可可到椰子,以及為(wei) 未來的作物蔬菜收獲提供種子。

在最近的昆蟲學年度評論分析中,澳大利亞(ya) 生物學家Romina Rader和他來自澳大利亞(ya) 、新西蘭(lan) 和美國的同事計算出,世界上種植最廣泛的105種作物的豐(feng) 收得益於(yu) 昆蟲授粉,每年能產(chan) 生約8000億(yi) 美元的價(jia) 值。

蜂類,尤其是蜜蜂,獲得了大部分的讚譽,但甲蟲、蝴蝶、飛蛾、螞蟻、蒼蠅等卻被忽視和低估了。在Rader的分析中,隻有少數作物隻通過蜜蜂傳(chuan) 粉,大多數作物既會(hui) 被蜜蜂傳(chuan) 粉,也會(hui) 被其他昆蟲傳(chuan) 粉。除此之外,Radar和他的同事評估了每種昆蟲的貢獻,發現蒼蠅是繼蜜蜂之後最重要的傳(chuan) 粉媒介,傳(chuan) 粉對象包含了上述105種作物中的72%。

授粉主要農(nong) 作物的十大昆蟲類群(不包括蜜蜂),許多昆蟲還為(wei) 世界各地的重要糧食作物授粉,為(wei) 它們(men) 提供重要的服務。一項對105 種農(nong) 作物的研究發現,一些昆蟲類群所占的比例要大於(yu) 其他昆蟲,食蚜蠅和綠頭蒼蠅位居榜首。圖源:R.RADER ET AL/ AR ENTOMOLOGY 2020

在察覺到蒼蠅能提供如此重要的服務之後,人們(men) 大力學習(xi) 如何充分利用這些無名英雄,將它們(men) 吸引到田野和果園,並讓它們(men) 在溫室大棚工作。Rader認為(wei) ,隨著食物需求增加,種植者將越來越依賴人工飼養(yang) 的、受管理的授粉媒介,而不僅(jin) 僅(jin) 是蜜蜂。所以,蒼蠅對於(yu) 確保未來的糧食安全至關(guan) 重要。

蒼蠅種類繁多,幾乎無處不在,生活在各種棲息地。據報道,來自幾十個(ge) 科的數百種物種會(hui) 為(wei) 一種或多種作物授粉,但有兩(liang) 個(ge) 蠅科脫穎而出:食蚜蠅和麗(li) 蠅。Rader的分析表明,食蚜蠅的傳(chuan) 粉對象至少包含研究作物樣本的52%,而蒼蠅則是大約30%。一些物種會(hui) 造訪世界各地許多不同的作物:普通的雄蜂蠅,屬於(yu) 一種食蚜蠅,它在記錄中為(wei) 上述105種作物中的28種授粉。果醬食蚜蠅緊隨其後,授粉24種植物,而綠頭蒼蠅則為(wei) 8種。

食蚜蠅和麗(li) 蠅到花叢(cong) 中喝花蜜,這幫助維持飛行等精力充沛的活動,而花粉中可以獲得性成熟所需的營養(yang) 。像蜜蜂一樣,這些蒼蠅中的許多都是毛茸茸的,它們(men) 在進食時會(hui) 將花粉捕獲在頭部和胸部。較大的蒼蠅在花間飛來飛去時可以收集並攜帶數百甚至數千粒花粉。它們(men) 不像蜜蜂必須在蜂巢或巢穴附近覓食,蒼蠅不需要為(wei) 它們(men) 的幼崽提供食物,所以可以在更廣泛的地方漫遊。

除此之外,它們(men) 還有其他優(you) 點:有些蒼蠅在每天較早和較晚的時候覓食;它們(men) 能忍受更大範圍的溫度,在對蜜蜂來說太冷的時候也會(hui) 活躍起來;即使在潮濕多風的天氣,它們(men) 也會(hui) 外出活動,而這些天氣會(hui) 讓蜜蜂呆在巢裏。對於(yu) 那些在玻璃或塑料膜下種植作物的人來說,可能還有另一個(ge) 好處:“蜜蜂討厭溫室,喜歡蜇你,”但蒼蠅可能更能容忍在室內(nei) 工作。至關(guan) 重要的是,“蒼蠅不會(hui) 蜇人。”Finch解釋道。

現在,蜜蜂仍然在作物授粉中占有較大的份額,並且受管理的蜜蜂通常遠遠超過野生傳(chuan) 粉者。然而,情況並非總是如此。與(yu) 蜜蜂相比,蒼蠅繁殖的速度更快,在適宜的條件下,它們(men) 可以高密度地繁殖。Radar認為(wei) ,“有些物種的生命周期很快,並且非常適應不斷變化的條件,”更重要的是,一些最重要的食蚜蠅物種是遷徙性的,所以在一年的關(guan) 鍵時期會(hui) 出現大量的食蚜蠅,遠遠超過蜜蜂的數量。

Radar最近跟蹤歐洲常見食蚜蠅(包括細扁食蚜蠅)遷徙過程,他研究發現,每年春天竟有多達40億(yi) 隻向北飛到英國南部,而這個(ge) 數字與(yu) 整個(ge) 英國的蜜蜂數量相差不遠。在美國、尼泊爾和澳大利亞(ya) 也有報道稱食蚜蠅大遷徙,並且這種現象很普遍。

像這種細扁食蚜蠅是最忙碌的作物傳(chuan) 粉者之一,它們(men) 會(hui) 給世界上幾十種不同的作物授粉。它們(men) 的幼蟲還提供另一種服務——吃大量的蚜蟲和其他害蟲。圖源:JOHAN VAN BEILEN / SHUTTERSTOCK

更奇妙的是,食蚜蠅除了授粉還提供有價(jia) 值的服務,埃克塞特大學遷移遺傳(chuan) 學實驗室的負責人,生態學家Karl Wotton說。許多物種都有掠食性的幼蟲,對蚜蟲、毛蟲和其他軟體(ti) 害蟲有著貪婪的胃口。根據沃頓的計算,每年春天英國數十億(yi) 隻食蚜蠅的幼蟲會(hui) 在生長季節最重要的早期吃掉大約6萬(wan) 億(yi) 隻蚜蟲。

他說:“這大約是6000噸蚜蟲,占每年這個(ge) 時候蚜蟲數量的20%。”其他食蚜蠅有半水生的幼蟲,以廢棄的有機物質為(wei) 食,有效地循環利用營養(yang) 物質。Wotton說,“很難想象還有什麽(me) 昆蟲比這更有益,他們(men) 提供很棒的服務,而且是免費的。”

但如何利用蒼蠅來維持和促進糧食生產(chan) 呢?方法之一是吸引更多的蒼蠅到田地和果園。通過鼓勵農(nong) 民種植野花、保留剩餘(yu) 的原生植被,以及少除草,人們(men) 可以非常有效地增加昆蟲的數量和多樣性,並擴大潛在授粉者的數量。但是,如果食蚜蠅和麗(li) 蠅要快速增殖的話,它們(men) 就需要一些額外的東(dong) 西:麗(li) 蠅需要腐肉,食蚜蠅需要多點蚜蟲。此外,含有糞便與(yu) 腐爛植被的池塘或溪流對其他蒼蠅也很重要。

僅(jin) 僅(jin) 讓農(nong) 田和果園更利於(yu) 蒼蠅生存是遠遠不夠的。考慮到這一點,世界各地的研究人員正試圖確定哪些蒼蠅可以商業(ye) 飼養(yang) ,並在需要它們(men) 服務的時間和地點釋放。但是從(cong) 哪一步開始呢?絕大多數的授粉研究都集中在蜜蜂身上,盡管有報道稱許多種類的蒼蠅會(hui) 授粉農(nong) 作物,但在大多數情況下,人們(men) 對它們(men) 傳(chuan) 播花粉的能力知之甚少,更不用說它們(men) 的到來是否會(hui) 帶來更多的水果和蔬菜。

這種情況正在開始改變。零散的研究記錄了蒼蠅訪問花朵的頻率,計算了它們(men) 身上的花粉粒,記錄了作物產(chan) 量,發現一些蒼蠅與(yu) 蜜蜂競爭(zheng) 。在某些情況下,甚至超過了蜜蜂。例如,在墨西哥研究牛油果的研究人員發現,在給定的時間內(nei) ,大頭金蠅訪問的花朵比蜜蜂更多,並將花粉顆粒帶到身體(ti) 的某些部位,這些部位會(hui) 接觸到它訪問的下一朵牛油果花的柱頭。以色列、馬來西亞(ya) 和印度的研究都表明,麗(li) 蠅能有效為(wei) 芒果授粉,而美國和新西蘭(lan) 的試驗表明,紅頭麗(li) 蠅協助生產(chan) 的韭菜和胡蘿卜種子的產(chan) 量與(yu) 蜜蜂一樣高。

食蚜蠅在此方麵的表現也很卓越。在試驗中,許多物種被證明是種子作物、油菜、甜椒和草莓的有效傳(chuan) 粉者。例如,最近在英國進行的實驗發現,將一群混合的食蚜蠅放入盛開的草莓的籠子裏,果實的產(chan) 量提高了70%以上。更重要的是,草莓可能更大、更重、形狀更完美。

紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行。Rader等研究人員正在開展一項為(wei) 期5 年,涉及多個(ge) 機構的項目。目的之一是將蒼蠅與(yu) 農(nong) 作物相匹配,然後開發它們(men) 最佳的飼養(yang) 方法。在全國各地的農(nong) 場,團隊正在讓候選者在芒果、牛油果、藍莓和蔬菜種子等各種作物上進行測試。

在Manbulloo,大頭金蠅是芒果花的常見訪客。它個(ge) 頭大、毛發多、數量多,但還需要更多的研究來證明它是一種有效的傳(chuan) 粉者。圖源:JONATHAN FINCH

在曼布盧,Finch專(zhuan) 注於(yu) 芒果和老農(nong) 民的計策是否奏效。這個(ge) 臭氣熏天的誘餌吸引了大量的蒼蠅,但這些蒼蠅和那些為(wei) 芒果花授粉的蒼蠅是同一類嗎?它們(men) 是的。Finch談道:“一些大型的常見物種似乎會(hui) 同時光臨(lin) 腐肉和鮮花”。其中,有一種物種看起來比其他的更有希望:大頭金蠅。“它們(men) 又大又多毛,這意味著它可能攜帶並沉積很多花粉,”Finch認為(wei) ,“它們(men) 的數量也很豐(feng) 富,出現在很多果園裏,幼蟲會(hui) 吃任何死去的東(dong) 西。”

由於(yu) 新冠疫情擱置原先了計劃,Finch計劃在今年晚些時候返回曼布盧,看看大頭金蠅是否如預期的那樣。“它們(men) 可能會(hui) 整天呆在腐肉周圍,被惡心的氣味分散注意力,”他說。如果它們(men) 真的在果園裏冒險,Finch會(hui) 監測有多少蒼蠅真正光臨(lin) 過鮮花,以及頻率。下一個(ge) 測試是蒼蠅是否將花粉送到需要的地方——在需要受精的花柱頭上。

這項工作需要顯微鏡和足夠的耐心。在這之後,如果大頭金蠅仍然在候選名單上,那麽(me) 是時候看看它的努力是否有回報了,具體(ti) 做法就是大頭金蠅釋放到沒有其他昆蟲幹擾的樹木中,並測量它們(men) 在芒果樹中的成功程度。

大頭金蠅可能是一種有效的傳(chuan) 粉者,但這仍然不能證明農(nong) 民的“腐肉計”是有用的。“為(wei) 此,我們(men) 必須比較有腐肉和沒有腐肉的果園的產(chan) 量,”Finch 說。如果種植者被證明是正確的,那麽(me) 這種耗費較低的方式就可以在其他地方推廣。“如果事實證明它們(men) 不像蜜蜂那樣擅長收集花粉,那麽(me) 我們(men) 可能需要增加更多的蒼蠅數量來彌補它們(men) 較低的效率。”

飼養(yang) 蒼蠅來生產(chan) 食物的想法正在慢慢受到關(guan) 注,尤其是對溫室作物而言。“蒼蠅在可怕的東(dong) 西上繁殖得又好又快,這使得它們(men) 在溫室中使用或在田間釋放的成本很低,”Finch說到。與(yu) 蜜蜂不同,它們(men) 作為(wei) 蛹,易於(yu) 運輸並且是可消耗的,一些種植者已經從(cong) 專(zhuan) 門培育的蒼蠅中獲益。

過去五年裏,塔斯馬尼亞(ya) 農(nong) 民Alan Wilson一直在飼養(yang) 他自己的蒼蠅,因為(wei) 他發現蒼蠅改良了他的高價(jia) 值雜交花椰菜種子。在世界的另一邊,西班牙南部,我們(men) 也可以從(cong) 第一家將食蚜蠅商業(ye) 化生產(chan) 用於(yu) 溫室作物的公司——Polyfly公司買(mai) 到成箱的食蚜蠅蛹。

蒼蠅雖然聰明,但也有缺點。其中一些會(hui) 襲擊牲畜、人員,有些是作物的害蟲,這是我們(men) 必須不惜一切代價(jia) 避免的。當然,此外還有些令人作嘔的因素。

在西班牙,Polyfly公司對食蚜蠅做了一些漂亮的重塑。作為(wei) 世界上最繁忙的傳(chuan) 粉昆蟲之一,長尾管蚜蠅被命名為(wei) “女王蠅(Queenfly)”,而另一種大型的斑點眼管蚜蠅被命名為(wei) “金蠅(Goldfly)”。

另外在公眾(zhong) 心目中,麗(li) 蠅與(yu) 死亡、腐爛和屍體(ti) 法醫檢驗聯係在一起,它的形象問題要大得多。如果在一家公關(guan) 公司的品牌頭腦風暴中出現了大頭金蠅(譯者注:一種喜歡在屍體(ti) 或活人傷(shang) 口上產(chan) 卵的蒼蠅,可能會(hui) 令人感覺得惡心)的名字,我寧願化身成牆上的一隻蒼蠅。

版權聲明

本文授權翻譯自Annual Reviews 旗下雜誌 Knowable Magazine。

Annual Reviews 是一家致力於(yu) 向科研工作者們(men) 提供高度概括、綜合信息的非營利性機構,且專(zhuan) 注於(yu) 出版綜述期刊。

原文標題“The essential fly”,作者Stephanie Pain,發布於(yu) 2021.03.02 Knowable Magazine。鏈接為(wei) https://knowablemagazine.org/article/food-environment/2021/the-essential-fly。

製版編輯 | Morgan

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