去隐匿角落里寻找生命
上海师范大学西部校园第一教学大楼的四楼,正是环境昆虫学实验室的所在。这里收纳了近8000个昆虫标本盒、几十万只昆虫的标本,像一部无声的纪录片,诉说着探秘自然的坚持。
每个星期五,汤亮都没课。昨天一早,他又和带教的研究生到实验室碰头了。“开学后,夏季采集的昆虫就陆续被分批处理完毕,制作成标本,现在就剩扫尾工作了。”汤亮说,实验室的工作节奏与季节紧密相关,春夏季是采集的黄金时期,秋冬则要将采集的昆虫制作成标本并进行分类研究。“采集过程充满挑战,有的昆虫栖息在人迹罕至的深山老林,有的则隐匿于城市的角落。我们曾在潮湿的下水道口发现隐翅虫的踪迹,也曾在落叶层下、石块间与它们不期而遇。”
昆虫学实验室的标本长廊陈列着各种昆虫标本
从1998年进入上海师范大学学习,汤亮就一直跟着李利珍教授,和隐翅虫打交道至今。“隐翅虫种类繁多,全世界已知约6万多种。研究隐翅虫有助于我们深入理解生物多样性的形成和维持机制。它们独特的身体结构和生理特征,如特殊的防御机制、独特的繁殖方式等,也为生物学研究提供了丰富的素材。无论是在城市还是郊野,隐翅虫们就像一颗颗微小而关键的螺丝钉,维持着生态系统这台庞大机器的运转。隐翅虫以腐烂的植物、真菌以及其他小型昆虫为食,在分解有机物质、促进养分循环方面发挥着积极作用。比如,在森林生态系统中,隐翅虫能帮助分解枯枝落叶,将其中的营养元素释放回土壤,就像大自然的‘清道夫’和‘肥料搬运工’。”
为了找到稀有的隐翅虫,一到暑假,汤亮和同事们就会带着学生穿梭在城市公园和郊区山林,蚊虫叮咬是家常便饭,“湿度适宜的溪边草丛和植被茂密的区域是重点采集地;郊区山林里,海拔特定范围的阔叶林区域隐藏着更多种类的隐翅虫。越是隐匿的地方,越可能是它们的栖息地”。
在毫米方寸间探究奥秘
“前几天在校园里抓到的虫子烘干了!”汤亮正在指导学生进行隐翅虫和其他昆虫的分类研究,他的同事胡佳耀笑眯眯地推门而入。
采集回来的昆虫,往往需要迅速进入制作环节。“我们要根据昆虫的大小、形态特征等进行细致分组,为后续研究打下基础。”胡佳耀将一只隐翅虫放置在体视镜下,滴上1滴特殊的药水,用特制的解剖针开始解剖。“我们有时还会针对微小隐翅虫使用特殊胶水,给它‘穿’上隐形铠甲。抓回来同类型的隐翅虫,一部分做解剖研究,另一部分需要做展翅、整姿操作,还原它最自然的状态。”由于隐翅虫体型微小,解剖过程犹如做一场精密的手术,需要高度的专注力和稳定的手部动作。胡佳耀回忆起,曾经有一次,在解剖一只珍贵的隐翅虫标本时,由于标本过于细小,解剖针稍一用力,一个关键的身体部件就差点弹飞。那一刻,他的心都提了起来。
汤亮在用体视镜观测隐翅虫标本
实验室的环境同样重要。汤亮强调,昆虫干燥过程中,环境温度要严格控制在25℃,湿度保持在50%,“这个环境就像为标本打造的舒适‘小窝’,确保它们不变形发霉。”他每次到实验室的第一件事就是查看温度和湿度,随后定期抽查标本盒状态。“标本存放除了温度、湿度的控制外,还要防范皮蠹入侵。这种小生命会啃噬同类的尸体,破坏标本的结构。”
如今,上师大的昆虫标本库已收纳了众多隐翅虫标本,“这里目前已有数万份标本,最小的隐翅虫大约只有2毫米长。”汤亮说。
大城市里守护自然和谐
分类研究是隐翅虫研究的关键步骤,“在显微镜下观察,常见隐翅虫体长平均5毫米,触角与体长比例约1:3,翅膀纹理复杂,特征点数量可达100个左右,这些都是区分它们的重要‘密码’。”然而,隐翅虫形态相似种类众多,因此,近几年,实验室引入的分子生物学技术成为新的得力助手。汤亮说,实验室运用专业软件构建系统发育树,如同绘制家族族谱,确定隐翅虫的亲缘关系。
学生通过体视镜进行实验操作
隐翅虫研究是长期而持续的工作,“昆虫研究没那么轰轰烈烈,却在科学领域里不可或缺。”汤亮说,实验室成立于2001年,一直致力于昆虫分类研究和昆虫多样性保护工作,除了隐翅虫之外,还发现了600多个昆虫中国新物种。
与此同时,昆虫学的科普推广工作也逐步成为实验室重要的工作内容之一。从小就是昆虫迷的汤亮一直好奇“上海究竟有多少昆虫”,还和同伴们一起成立了“大城小虫”工作室。现在,越来越多人加入上海昆虫“朋友圈”,汤亮的追问也有了答案。去年,“上海昆虫家谱”公民科学项目发布了《上海昆虫名录2023版》,收录3090个物种,被纳入《上海市生物多样性保护战略与行动计划(2023—2035年)》。目前,有170种昆虫模式产地为上海,21种昆虫的中文名中带有“上海”二字,3种昆虫的中文名字带有“沪”字,6种昆虫的中文名字带有上海地名。
不同品种的螳螂体型存在着很大差异
“昆虫在生态系统中有关键作用,能反映城市生态健康状况,对生物多样性保护意义重大。公众参与对多样性保护起到了越来越重要的作用。”此时的窗外,一只凤头鹰停在不足2米远的树枝上,汤亮走近窗户,它没有离开,反而好奇地向实验室内张望。这奇妙的一幕,生动地诠释了在这座城市里人和自然的和谐共融。
鹦鹉螺工作室
作者| 马丹
图片 | 陶磊
编辑 | Amy