徐祖蔭
(貴州徐祖蔭養(yǎng)蜂工作室,貴州 貴陽 550001)
中蜂是我國主要蜂種之一,約占全國蜂群總數(shù)的50%。20世紀70~80年代,國內(nèi)學者對中蜂進行形態(tài)測定,并據(jù)此將分布于我國境內(nèi)的中蜂劃分為9個生態(tài)類型。
長期以來,蜜蜂的分類和系統(tǒng)進化一直是蜜蜂生物學的研究重點之一。從20世紀60年代開始,德國的魯特涅(Ruttner)、Koenige等,美國的Peng、Smith等就開始對蜜蜂的分類、系統(tǒng)進化等方面進行了廣泛的研究。1988年,魯特涅經(jīng)過長期研究、提出測定蜜蜂的38個形態(tài)指標,是迄今為止國內(nèi)外比較公認也最常用的形態(tài)指標測定標準。
大概在20世紀70年代后期和80年代前期,我國學者開始對分布于我國的東方蜜蜂(中蜂)開展大規(guī)模分類、分布、進化等方面的研究,這個時間點恰好也是國際上測定蜜蜂形態(tài)指標逐漸成熟和完善的時期(如Ruttner)。受當時工作條件(如經(jīng)費、檢測手段等)的限制,所選擇的形態(tài)指標有限(主要突出經(jīng)濟性狀及主要的形態(tài)特性,如吻長、3+4背板長、第四背板突間距、第三腹板后緣寬、翅長、翅寬、小盾片顏色、體色色型等),測定數(shù)據(jù)未能細加整理并完整、充分地反映在代表性的論文中,未能引起國外同行的重視,以致國際上蜜蜂分類權威如魯特涅、Peng等為此感到缺憾。盡管如此,眾多科技工作者(以楊冠煌、匡邦郁等為代表)對東方蜜蜂在我國的分布、分類、進化等方面做了大量工作,基本研究得出了我國中蜂種下分類的具體框架,經(jīng)我國畜禽資源委員會確認,載入《中國畜禽遺傳資源志——蜜蜂志》中,并廣泛用于指導生產(chǎn)實際。
20世紀與21世紀交替之際,國際上蜜蜂分類應用研究,已經(jīng)上升到分子鑒定水平。盡管如此,形態(tài)分析仍然是研究蜜蜂不可或缺的一個重要手段,是蜂種劃分的一個重要指標。蜜蜂在長期進化過程中形成了與環(huán)境相適應的形態(tài)結構,了解蜜蜂的外部形態(tài)、內(nèi)部構造及其功能,對深入掌握蜜蜂的生物學特性、分布活動規(guī)律、分類鑒定、遺傳育種、提高飼養(yǎng)管理水平等方面都十分必要。隨著現(xiàn)代科技進步,一些微小生物形態(tài)測定儀的出現(xiàn),大大提高了形態(tài)測定的速度和精度,減輕了測定的工作量。近20年來,我國學者也將分子生物學、幾何形態(tài)測量學運用到中蜂種群分布、演化規(guī)律的研究中,取樣范圍幾乎囊括了我國中蜂分布的全部地區(qū),取得了一系列重要成果,進一步印證了第一次中蜂資源普查結果,從多個角度深化了人們對中蜂遺傳、分化規(guī)律的認識,現(xiàn)歸納如下。
物種分類的基礎理論是生物進化論。世界著名的昆蟲學家、進化分類學家、中國科學院院士、原中國科學院昆蟲研究所、動物研究所所長陳世驤提出了“居群”、“又變又不變,又連續(xù)又間斷”的物種概念。陳老指出:每一物種都有一定的生活習性,占有一定的分布區(qū)域。在它們的分布區(qū)域內(nèi),有可能生存的場所與不能生存的場所彼此相互交替著。因此,每一物種在其分布的空間內(nèi),形成分散的、不連續(xù)的、大小不同的群體單元,稱之為居群或種群。同群的個體因經(jīng)常相遇,所以成為實際的繁殖單元。群與群之間也可以通過遷移雜交而實現(xiàn)基因交流。距離越遠,交流的機會也越少。相距遙遠的居群(種群)不可能直接交流,因而分化為不同的地理類型或生態(tài)類型。居群(種群)分化是物種分化的前奏,居群是分散的,又是聯(lián)系的,物種是由既連續(xù)又間斷的居群所組成(圖1)。居群(種群)是變異的,正如個體變異一樣,同種間的居群(種群)沒有兩個完全相同的。
圖1 物種的群體結構示意圖(箭頭表示群間交流)(引自陳世驤)
自首次公布全國中蜂資源調(diào)查結果以來,不斷有學者繼續(xù)對其進行深入研究。尤其近20年來,采用改進后的形態(tài)鑒定(幾何形態(tài)測量學)方法和分子生物學手段,對國內(nèi)不同地區(qū)的中蜂開展了大量的相關研究,結果表明,不同地區(qū)的中蜂,即使在已知的同一生態(tài)類型之間,都具有其相對獨立的形態(tài)特征和分子遺傳標記(蔣瀅,1997;王瑞武,1998;董霞等,2001;譚墾等,2002;石巍等,2004;蘇松坤等,2004;姜玉鎖,2007;吉挺等,2008、2009;陳晶等,20 08;劉之光等,2008;沈飛等,2008;丁桂玲等,2008;朱翔杰、周冰峰等,2011;周姝婧等,2012;徐新建等,2012;于增源等,2012;陳偉文等,2013;張祖蕓等,2017;曹聯(lián)飛等,2017)。
曹聯(lián)飛等(2017)通過對浙江省麗水市中蜂樣本基于線粒體DNA tRNA leu—COⅡ進行序列測定,共發(fā)現(xiàn)20個單倍型。其主體單倍型占41.5%,與已報道的福建中蜂主體單倍型及廣州中蜂序列相同,支持將麗水中蜂劃為華南生態(tài)型,但麗水中蜂第二大單倍型分布頻率與福建中蜂明顯不同,并同時報道了2個新發(fā)現(xiàn)的單倍型,提示麗水中蜂還有其獨特的遺傳背景。
邱勇等(2021)在云南省保山市昌寧縣4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(翁堵、雞飛、漭水、田園)采樣,以線粒體DNA上的細胞色素氧化酶亞基1基因(cox-1)片段為分子標記,利用生物信息學軟件對上述同縣不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)的中蜂(應為同一生態(tài)類型)進行遺傳學特性分析,發(fā)現(xiàn)它們既有共有的單倍型,也有一定比例獨立的單倍型,其獨有單倍型率為28.6%~50%,各自具有相對獨特的遺傳結構。核苷酸多樣度(pi)監(jiān)測表明,4個地理種群在0.00150~0.00174之間波動,表明其內(nèi)部遺傳差異化程度雖然不大,但仍存在著一定的遺傳分化(弱分化)。
譚墾等(2002)對來自國內(nèi)外東方蜜蜂mt DNA COⅡ基因420個堿基對測序分析,即使來自同一個地區(qū)2個蜂群之間,如北京的China 1和China 2、云南河口的China 6和China 8,云南撒營盤的China 3和China 4,其堿基序列位點變異分別為3個、2個和2個,差異率分別為0.7%、0.4%和0.4%。上述研究結果,完全印證了“同種間的居群,沒有兩個完全相同”的觀點(陳世驤,1977)。
譚墾等(2001,2005)先后對采自云南省14個不同地區(qū)、不同生態(tài)環(huán)境樣點,以及對采自北京、吉林、甘肅、湖南、湖北、云南、四川、安徽等省市634個樣點的樣本,參照魯特涅1988年提出的標準進行測定和統(tǒng)計分析。結果顯示,相對于低緯度、低海拔、氣溫較高地區(qū)的蜜蜂來說,高海拔、高緯度、氣候比較寒冷的地區(qū)的蜜蜂體型較大,顏色也較深。這種形態(tài)上的變化,對蜜蜂適應其所生活區(qū)域內(nèi)的環(huán)境,具有重要的生物學和生態(tài)學意義。在高寒濕冷的地區(qū),蜜蜂為了御寒,需要增大攝食量和采集更多的食物,反映體型大小的指標如足、翅、背板、腹板、蠟鏡間距等的大小也隨之增大。體色變深有利于吸收熱量、保溫防寒。這一研究結果與Verma(1996)在研究印度東方蜜蜂地理形態(tài)趨化,Rutther(1988)和Stefen fuch(2000)研究北緯36°西方蜜蜂的地理形態(tài)趨化,Hepburm研究高山和平原非洲蜜蜂形態(tài)變化地區(qū)的結論是一致的。此后,譚墾等(2004)對甘肅中蜂,王桂芝等(2008)分別對山西、河南兩省中蜂的測定,也都得出相同的結論。甚至在地理范圍不太大的區(qū)域內(nèi),如湖北神農(nóng)架(譚墾等,2005)都具有相同的趨勢。
李華等(2008)對采自青海民和縣的中蜂檢測時還發(fā)現(xiàn),青海中蜂不但個體較大,且覆毛和絨毛都比較長,這與其高緯度、高海拔、低氣溫的生境有關。蜜蜂體表密生的絨毛,除能黏附大量花粉粒外,還具有護體和保溫的作用。
王桂芝(2009)對采自黃河中下游地區(qū)(包括北京、山東、山西、河南、河北)14個樣點中蜂8個與色型相關的指標分析,認為工蜂的體色除與緯度、海拔、年平均氣溫等因素有關外,還與日照時數(shù)、太陽輻射以及大氣水分有關。例如處于黃土高原東部、位于太行山系兩側(cè)、海拔1 000 m、紫外線輻射強的亞干旱地區(qū),蜜蜂體色較深,多為黑色;而在山東平原及近海的亞濕潤地區(qū),季風活躍,光、溫、水資源適宜,蜂體體色就較亞干旱地區(qū)偏淺,一般呈淺棕或黃色。