上的一切都是错的,熊蜂为何无法交配濒临灭绝

图片 17月8日,国内某媒体援引《每日邮报》报道,称67P彗星上发现生命证据。图片来源:ifeng.com网站截图

是谁想出来在学术期刊上刊登科幻小说这种馊主意的?反正亨利·吉(Henry Gee)是拒绝承认的,“我总觉得那个人不是我,但我的同事都说是我……”总之事实是,1999年,为了庆祝千禧年到来,身为《自然》资深编辑的他开始兼职负责发科幻了。

(译/球球)在上世纪九十年代前,锈斑熊蜂(Bombus affinis)遍布中西部和新英格兰地区的28个州。接着,它神秘消失了。在几十年内,90%的锈斑熊蜂在生态上咻地一下不见了。更令人不安的是,几种其他与锈斑熊蜂亲缘关系很近的熊蜂也不见了。现在几乎没听说过有谁看到锈斑熊蜂了。这个月,它成为了首个登上美国本土濒危物种名单的蜂类。

(艾麦乐 编译)7月5日,英国的《卫报》(Guardian)刊登了一篇文章,称67P/楚留莫夫-格拉希门克彗星上可能有生命存在。没错,就是罗塞塔探测器正在环绕探测的那颗彗星。听到这个消息,我立刻就知道,这个说法出自钱德拉·威克拉马辛(Chandra Wickramasinghe)这位英国卡迪夫大学的天文学家之口。

几年后,科幻成了固定栏目。如今,这个名为“未来”(Futures)的板块恐怕已经是《自然》纸刊阅读率最高的栏目了。“这些科幻已经成了很多研究者的一种秘不与人道的乐趣,” 他说,“他们不会公开说,但是会向同行和编辑承认:每次拿到一本《自然》,他们最先看的就是科幻版。”

图片 2锈斑熊蜂在美国本土被列为濒危物种。图片来源:wnmufm.org

为什么?因为威克拉马辛向来如此,说话从来都不靠谱。他曾经宣称在陨石里找到过生命,宣称流感病毒来自外太空(真是这么说的),宣称SARS来自于外太空,宣称印度的红雨来自于外太空…… 懂我的意思了吧?他甚至宣称,美国航空航天局(NASA)掩盖了火星生命的证据。而所有这些“宣称”,他都拿不出什么证据——或者应该说,拿不出什么可靠的证据。

图片 3亨利·吉 图片来源:scienceblogs.com

濒危的罪魁祸首:熊蜂微孢子虫导致的发胖

杀虫剂、气候变化、栖息地遭破坏、竞争压力或者以上这些因素的共同作用都可能是它们消失的原因。最近,昆虫学家在研究熊蜂身上发现的一种寄生真菌,名叫熊蜂微孢子虫(Nosema bombi),随着研究的深入,他们越来越担忧。

一些针对这种寄生生物的最有见地的研究出自北犹他的詹姆斯·斯特兰奇(James Strange)的实验室。詹姆斯·斯特兰奇是一名昆虫研究学家,他为美国农业部工作。最近,斯特兰奇研究了锈斑熊蜂的近亲——西部熊蜂(Bombus occidentalis),他在实验室培育了蜂群,使出浑身解数把它们养得健壮,然后用寄生菌感染它们,使得雄蜂浮肿到不能生育。

图片 4詹姆斯·斯特兰奇正在评估一只蜂后的健康程度。图片来源:phys.org

一只熊蜂蜂后后可以不需交配就能生出雄蜂。但是她的卵必须受精才能生出雌蜂。这是至关重要的,因为雄蜂整天游手好闲不干活,得靠雌性——工蜂去觅食才能维持一个蜂群。于是,在交配笼中,斯特兰奇将一只蜂后后放在一头,另一头是一只感染了微孢子虫的雄蜂。该雄蜂已经彻底被这种真菌感染,真菌在雄蜂的肚子里安营扎寨,而孢子“疯了一般地增殖”,斯特兰奇如是说。

真菌在雄蜂器官之间的软组织中膨胀,直到熊蜂的身躯太过于丰满,都不能弯曲它们的下腹来与蜂后交配了。无法受精的话,蜂后只能生出更多雄蜂。而没有雌性,将来的蜂群只能挨饿。

这对蜂类是毁灭性的,同时对科学家来说是费解的,因为最奇怪的是:熊蜂微孢子虫已伴随熊蜂好几百年。

图片 5图片来源:graystock.info

“我们还是不知道为什么真菌问题会从不怎么严重变成了对于某些蜂真的很糟糕。”斯特兰奇告诉我。

这个问题的答案可能会决定锈斑熊蜂能否得以延续。而且因为这是首个在美国本土得到联邦保护的蜂种,不论昆虫学家提出什么解决方案,无疑都会影响环保者保护其他授粉者的方式,这其中甚至包括蜜蜂,类似的神秘的相继死去的情形也同样摧残着它们。就蜜蜂而言,据估计,去年美国的蜜蜂数量减少了44%,且这是由某种尚不明的蜂群崩溃紊乱症(colony collapse disorder)引起的。关于蜜蜂为何会离开貌似健康的蜂巢再不回归有几种理论,有些理论包括了疾病和寄生虫的传播,这和可能让锈斑熊蜂身处绝境的原因相似。因此许多昆虫学家和自然资源保护者并不把保护锈斑熊蜂看作保护一个物种的战斗,而是规模大得多的、拯救所有授粉者的战役的开端。从未有人尝试规划这样的一个保护计划,而且它又会带来一些新的问题。当下最令人困惑的还是:如果熊蜂微孢子虫真是锈斑熊蜂及其近亲衰落的罪魁祸首——它难道是突然变得如此致命的么?

蜂类共同为世界上约30%的食物(作物)授粉。其中大部分由蜜蜂完成,这也是为什么关于蜂类大规模死去的新闻和恐慌集中在欧洲蜜蜂身上(虽然它们并非美国本土物种)。

熊蜂不产蜜。美国约50种熊峰主要为野花授粉,锈斑熊蜂也是其中之一。锈斑熊蜂的背上有一块锈色的斑块,这是这个物种的熊蜂所特有的,它也由此得名,不过大体上它有着熊蜂的普遍特征:它们比蜜蜂要滚圆,它们的身体被一层厚厚的绒毛覆盖,而且它们是少有的几种能调节体温的昆虫之一。这些特征让它们能够生活在高海拔的高山环境,由此它们对那里的植物和动物至关重要。熊蜂还有个特点:每年由上百只熊蜂组成的整个蜂群几乎都会死去。

每年早春,蜂后从地下几公分松软泥土之下的冬眠洞中钻出,找个废弃的老鼠洞、一棵死树、甚至一堆修剪下来的草屑开始建立起她的蜂群。她收集花粉,建造巢房并在里面产满卵。第一批出生的是之前已经受精的工蜂,它们寻找食物,建造蜂群,直到生存活动在夏末之时转变为扩张需求。此时,蜂后会生下蜂群中负责繁殖的成员:更多的蜂后和雄性熊蜂。雄性会离开蜂群寻找其他蜂后,再不归来,冬天降临之时,除了蜂后,其他熊蜂都会死去。

图片 6早春,蜂后开始筑巢。 图片来源:all-that-is-interesting.com

这本身就是个微妙的平衡。而由于过多的雄蜂感染了真菌,身体因充满孢子而臃肿不堪不能交配,锈斑熊蜂和几种亲缘接近的熊蜂都接近灭绝。富兰克林熊蜂(Bombus franklini)已经有近十年没人见过了,我们认为它现在已经灭绝了。

举例来说,他曾经多次宣称,在陨石里找到了硅藻。他还在一本撑死也只能称为垃圾的期刊上发表了这些硅藻的照片,宣称这些石化的微小植物来自于外太空。

作为学术期刊的编辑,亨利·吉的日常和其他编辑没有差很多:读论文手稿,和同事讨论,参加学术会议,拜访实验室。不过除此之外,他可能还是奇幻圈子里知名度最高的科学家——他毕竟是托尔金协会学术会刊《梅隆树》的编辑,还出版了一本《中土大陆上的科学》。一个古生物学博士,顶级期刊资深编辑,跑去研究现代奇幻文学的开山作,这不矛盾吗?在采访他之后我发现,非但不矛盾,而且似乎让他看待科学事业的观点变得更加犀利、更加引人思考了。

养殖商业化和熊蜂的衰落

实际上自从欧洲殖民者飘过大西洋把蜜蜂带来,蜜蜂在美洲的商业养殖就开始了。但是熊蜂的大规模养殖直到上世纪九十年代才开始。熊蜂是唯一一类体型足够大、翅膀的肌肉足够有力,能够为西红柿黏黏的花粉授粉的蜂类。二十年前,授粉业把几千只东方熊蜂(Bombus impatiens)蜂后运到欧洲养大,然后再运回来送到美国各个农场和温室。加州大学戴维斯分校的昆虫学家罗宾·索普(Robbin Thorp)和伊利诺伊大学的西德尼·卡梅隆(Sydney Cameron)注意到了该商业化的时间线与几种熊蜂衰落的时间吻合到了可疑的程度。

很多科学家认为在那段时间兴起的新烟碱类农药是罪魁祸首。“但人们只是做些关于熊蜂在美国全境衰落的宽泛的声明,并对其原因作出猜想,”卡梅隆这么告诉我。杀虫剂对蜜蜂肯定不好,很多昆虫学家认为杀虫剂会削弱免疫系统、损害蜂后的生育能力。但如果杀虫剂是唯一的原因,卡梅隆说,那所有的熊蜂和蜜蜂都会遭到相似的破坏。所以撇开熊蜂微孢子虫假说,卡梅隆调查了八种熊蜂,并从博物馆调取样本,其中最久远的样本有一百多年历史。

图片 7新烟碱类农药被认为是罪魁祸首。图片来源: compoundchem.com

她发现检验过的物种中,有四种在过去的二十多年内就消减了多达96%,并且,虽然类似品种的真菌一直都存在,这四种死伤最惨重的熊蜂种类有较低的遗传多样性。这些蜂很有可能从未暴露在如此高浓度的熊蜂微孢子虫之下。当熊蜂在上世纪九十年代开始商业化的时候,养蜂人可能在不知情的情况下,让这些从美国采集后蜂后打包送到欧洲仓库的蜂后蜂后接触到了这种真菌。和真菌一起被养大的熊蜂们浑身浇满了寄生菌,成为了超级携带者,还有一种可能是凭借多代都生存在同一屋檐下,病原体的基因组成发生了改变,它变得更致命,对某些品种尤为危险。

当养蜂人把蜂群运到美国来为这里的粮食作物授粉的时候,被感染的熊蜂传播了寄生菌。从某种意义上来说,这是一个古老的问题了:满载疾病的殖民者踏上新大陆,传染了当地土著。

这个说法存在大量问题。比如,这些硅藻看上去跟今天在地球上发现的硅藻一模一样。这意味着,更有可能的情况是,它们根本就是地球上的硅藻,只不过沾染到了他的样品上。他的团队明显没有很好地控制自己的样品不受污染,这一事实也强烈地支持了上述说法。另一个问题则是,他研究的这些石头甚至从一开始就根本无法确定它们就是陨石。(详见果壳网“科学人”文章《陨石上发现了地外生命?别逗了!》。)

“X档案非常好地展现了科学家所做的事情”

果壳网:喜欢托尔金的史诗故事,又从事科学,这两种爱好对你而言有联系吗?

亨利·吉:我喜欢未知的东西。我对科学的边缘地带比较感兴趣,就是那些并没有很多现成知识的领域。古生物学的一个大好处就是,你看不到活着的动物的行为,你只有很小的片段,你得尽己所能从这些片段里把过去重建起来——而这也是我喜欢托尔金的原因。

托尔金就是看到了一些古老的英语诗歌片段,没人知道是什么意思。他想,这是因为它背后隐藏了一个我们不知道的完整世界,他从这里出发重建了中土。他的起点是两句盎格鲁撒克逊古诗,里面有一个奇怪的名字Éarendel;他就写了一个故事说,这是一个水手,他的船航行在天空中,召唤着神明对抗邪恶。这个故事变成了《精灵宝钻》——也就是《魔戒》的背景。我想,我们找到的小小的化石残片,没人知道是什么东西的残片,可能也是这样的。

我学历史的时候,最感兴趣的是英国的黑暗时代,特别是从410年到590年的时候。这一百多年的时间里,英格兰没有任何历史记录。但也正是在这段时间里有了传奇,有了亚瑟王和他的圆桌骑士。这是在罗马人已经离开不列颠、盎格鲁撒克逊人刚刚到来的时候,他们看到了罗马人留下的废墟,他们觉得这一定是巨人的遗迹。这是历史的神秘片段。出于同样的原因,我也喜欢地球历史上那些我们几乎一无所知,但每一个片段都令人激动、都能告诉人一些新东西的时代。我想这是我成为古生物学家的原因。

果壳网:身为科学家,你看科幻的时候会忍不住去挑错或者寻找科学解释吗?你是因为这种冲动所以去写《中土大陆上的科学》的吗?

亨利·吉:也不一定是因为科学家身份,就像我女儿看《哈利波特》就已经是这个状态了。她总是在说,“哎这个不是这样的啊。这里有问题。那是个剧情漏洞。”我也是很小就开始看魔戒了,我的小学老师给我们念《霍比特人》,她是个特别好的朗读者,直到现在我还能想起她的声音。

图片 8《中土大陆上的科学》。 图片来源:amazon

确实有些科幻作家感受到了科学思维的影响,有人和我们说,“如果你看《自然》看得太久,你做的梦都会有脚注去引用别的梦。”不过我看《魔戒》是因为它的自身特点。它描述的中土世界特别自洽,给人的感觉非常真实。所以我觉得这个世界的一切都该有个解释,去找这些物理解释肯定很好玩。没错,我们当然知道这些解释不是严肃的。怎么让真知晶石显示出远方的景色?怎么制造出既坚实又柔软的盔甲?怎么才能有一只会喷火的动物?一枚戒指怎么就能让你隐身?最后这个我们没想出办法来。但是我们也有更严肃的目的:运用这些来自科学的见解,我们能关注到很多关于环境、灭绝、改变、化石形成,乃至得与失这样更加文学向的主题。

我还希望证明,幻想的能力对于科学而言也是至关重要的。我写这本书的时候是十多年前,那时英国有一个运动叫“公众理解科学”,有些人对于大众喜欢幻想文学这件事情很生气。他们觉得幻想文学是反科学的。我想证明的是,幻想文学其实很科学。这个立场受了《魔戒》很大启发,但还有一个科幻电视连续剧,叫《X档案》。

果壳网:哎?X档案不是神秘向的吗?

亨利·吉:确实,X档案就是两个FBI特工调查各种各样神秘事件的故事。其中一个是怀疑者,另一个则是笃信者。但我觉得,这两个人合作搞研究会非常有前途。他们在试图探索这些奇怪的现象,经常找不到最终原因,动不动就乱成一团糟,得不出结论,始终不知道真正发生的事情究竟是什么。我觉得,这其实非常好地展现了科学家所做的事情——虽说科学家看的多半不是幽灵和外星人。当科学家之间合作的时候,会有人非常怀疑它的真实性,但也有人非常想要相信它是真的。一个好的科学家同时需要这两个侧面,需要穆德也需要斯嘉丽。

图片 9《X档案》的海报,前景就是两位主人公。图片来源:cdn.bgr.com

当时有些非常德高望重的科学家说X档案是垃圾,科学家从来不会看这种东西。但我的观点与之相反,科学家应该为问题而着迷,应该质疑他们所看到的、所相信的东西,应该努力去寻求解释。如果解释令人难以置信,甚至几近幻想,没问题,只要你拿得出证据!所以我在写《中土大陆的科学》的时候,这也是一个动机。

果壳网:你为魔戒做了这么多解释,有没有最喜欢的一个?

亨利·吉:有。《魔戒》里有一种生物叫炎魔巴洛格。关于它有一件事情特别容易让托尔金的粉丝吵起来,那就是,炎魔有翅膀吗?我想以科学的态度对待这个问题,那就得去找证据。所以我先是采用文学研究的方法,翻阅了托尔金写过的关于炎魔的一切,看看他写没写。结果托尔金从来没有明确提到这个问题。然后我又想,如果炎魔有翅膀,会是什么样子?我就做了一些空气动力学计算,算了下翼载和展弦比,结果证明,如果炎魔的翅膀要能飞起来,那它肯定奇大无比,完全不能用——因为你知道,炎魔的身高超过人两倍不止。

图片 10《魔戒》中炎魔和甘道夫在摩瑞亚深渊对决的插画。这个版本的插画是有翅膀的……图片来源:taringa.net

之所以会想到计算这些,部分是因为我在利兹大学念本科的时候有个教授是物理学家,他对生物力学很感兴趣,讨论的都是动物怎么移动,怎么飞行这样的问题。当时我们把空气动力学应用在翼龙身上,问如果翼龙的翅膀像这间屋子那么长的话,它的飞行模式是什么样的;于是后来我把这门课学到的东西又拿来研究炎魔了。这是个把文学研究方法和流体动力方法结合起来的小研究,我还挺喜欢的。

果壳网:是啊,如果真有翅膀能飞,和甘道夫那一场就不会是那样打了。

亨利·吉:那翅膀得巨大无比。而且还得是那种蝴蝶样的翅膀。所以我估计那看起来会超尴尬。如果炎魔真有翅膀,那也就是超人斗篷那样的,更像是装饰,对于实际的飞行并没有用。炎魔可以跳,肯定能跳来跳去,但它是有一圈“阴影”包围着的,应该是一团黑烟时刻环绕着,如果扑扇翅膀,那会扇成啥样啊。总之我觉得它们应该没有翅膀。就算真有,肯定也很蠢。

保护熊蜂,从合理使用杀虫剂开始

如果当真如此,这意味着好几种可选的熊蜂保护方案。过去最有成效的策略会包括一些计划,其重点在于让蜂类的栖息地变得健康,这其中包括种植熊蜂取食的花和植物——这是因为如今为了给单一作物的农田腾出地方,许多土地都被开发了,野花也被刨了。

这些农田也应该停止胡乱喷洒杀虫剂,据斯考特霍夫曼·布莱克(ScottHoffman Black)说,他是扎西斯社团(The Xerces Society)的执行理事,扎西斯社团是一个无脊椎动物保护团体。布莱克告诉我,即使没有来自害虫的直接威胁,大农场在许多情况下会用杀虫剂喷洒种子、土壤和作物。他称之为预防法,或者“万金油”方法。这一方法可以追溯到新烟碱类杀虫剂在上世纪九十年代发展起来的时候,它作为一种“包治百病”的、对哺乳动物和鸟类都安全的杀虫利器,被杀虫剂产业所推崇。新烟碱类杀虫剂确实对哺乳动物和鸟类比较安全,但是对昆虫就不一定了。这些杀虫剂可溶于水,可以被作物吸收,被花粉吸收,它们与蜜蜂和熊蜂的死亡、蜂后降低的生育能力、还有整体上下降的昆虫健康水平都有着关联。欧洲和加拿大已经限制了它们的使用,但是美国还没有出台此类规定,布莱克将此归咎于杀虫剂行业的游说能力。

图片 11扎西斯社团作为一个无脊椎动物保护团体,正在推动杀虫剂的合理使用。图片来源:xerces.org

“我们的农民中有很多人能懂,”布莱克谈到他的组织推动农民使用更精准定向的杀虫剂的行动时说。“他们理解如果我们破坏了农场周围的环境,他们可能也得不到他们要的利益。”

一些企业的农场正在开始采纳扎西斯的计划,比如通用磨坊(General Mills),它正在投入百万元来改变它使用杀虫剂的方式。不过授粉昆虫的衰落不只是一个农村问题或者企业问题。在郊区,每亩土地中的杀虫剂更多。户主们从大卖场购回杀虫剂的时候基本上都不知道自己在干嘛,结果就过度喷洒了。

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