尹丹
不論是“你愛我、我愛你”的蜜雪冰城,還是果香融入茶韻,讓人心生雀躍的喜茶,或是你在家里沖泡的每袋茶包里,都有上百種昆蟲的DNA,你相信嗎?
在一片綠油油的茶園里,一只正在授粉的蜜蜂停在一株茶樹上;在它不遠(yuǎn)處,有一只正在偷偷啃食翠綠茶葉的毛毛蟲,它正打算在這里“安營扎寨”結(jié)成繭;再往旁邊看,你會看見一只蜘蛛正在辛勤織網(wǎng)……待到恰好的時(shí)節(jié),這些茶葉會被采摘,在經(jīng)過烘焙、搗碎等一系列工序后,裝進(jìn)茶包送到商店,最后被你買回家,泡好,喝入口中。
如果茶包里的茶葉會說話,或許它們能告訴你,曾有多少昆蟲在它們身上駐足停留過,讓你知道在這杯即將被你飲下的茶里,殘留著多少蟲子的足跡。
我們似乎很難具體地知道發(fā)生在動(dòng)物和植物之間的互動(dòng),但最近,德國的生物研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種可以用來揭示這種互動(dòng)的新方法。研究團(tuán)隊(duì)通過對干燥的茶葉和草本植物進(jìn)行環(huán)境DNA測試,發(fā)現(xiàn)了超過1200種不同節(jié)肢動(dòng)物物種的痕跡。
節(jié)肢動(dòng)物是多樣化程度最高的一類動(dòng)物種群,作為傳粉者、獵物和生物防治劑,它們對全球生態(tài)系統(tǒng)的功能至關(guān)重要。近年的報(bào)告記錄表明,昆蟲數(shù)量正在下降,因此對節(jié)肢動(dòng)物群落進(jìn)行監(jiān)測顯得尤為重要。
對節(jié)肢動(dòng)物的監(jiān)測,通常采用被動(dòng)采樣的方法,比如使用陷阱誘捕。但用這些被動(dòng)采樣的方法所捕獲的節(jié)肢動(dòng)物的多樣性往往非常局限。幸而在過去的幾年里,一種環(huán)境DNA分析技術(shù)徹底改變了生物監(jiān)測領(lǐng)域。
所謂環(huán)境DNA,指的是由生物體掉落到周圍環(huán)境中的DNA。節(jié)肢動(dòng)物可以通過在植物上排泄、咀嚼或抓撓來釋放它們的DNA。一旦植物變得干燥,環(huán)境DNA就會穩(wěn)定地保留在那里。這意味著干燥的植物是尋找節(jié)肢動(dòng)物環(huán)境DNA的優(yōu)秀來源。
在研究中,研究團(tuán)隊(duì)從商店搜尋了來自世界各地的茶和草本植物,他們對甘菊、薄荷、茶葉和歐芹這四種植物進(jìn)行了環(huán)境DNA分析。他們購買了不同品牌生產(chǎn)的同種產(chǎn)品,以確保每種植物都有不同的產(chǎn)地,以此最大限度地增加所能找到的節(jié)肢動(dòng)物的數(shù)量。他們發(fā)現(xiàn),提取到的絕大多數(shù)DNA均來自植物本身,其占比高達(dá)99%,只有很小一部分DNA屬于昆蟲。具體來說,研究團(tuán)隊(duì)在40份干燥的樣本中,發(fā)現(xiàn)了1200多種節(jié)肢動(dòng)物獨(dú)有的環(huán)境DNA,平均每份樣本中存在至少200種不同節(jié)肢動(dòng)物的環(huán)境DNA。
此外,并不是所有檢測到的DNA都能與已知物種相匹配。那些可以被識別的物種DNA,研究人員發(fā)現(xiàn)它們與已知物種的地理分布相吻合。例如,薄荷茶中含有來自美國太平洋西北地區(qū)種植薄荷區(qū)域的昆蟲DNA,而綠茶中含有來自東亞的昆蟲DNA。
昆蟲經(jīng)常可以在不經(jīng)意間被輸送到世界各地,雖然大多數(shù)物種無法在旅途中存活下來,但一旦遷徙成功,就可能在新的地方繼續(xù)造成破壞。如果能夠在這些有害物種出現(xiàn)在一個(gè)新的地方后立即發(fā)現(xiàn)它們,就能在害蟲數(shù)量飆升之前啟動(dòng)干預(yù)管理程序。
許多環(huán)境DNA研究都面臨一個(gè)問題,那就是一小群研究人員所能獲得的樣本數(shù)量總是有限的。使用茶葉和草藥進(jìn)行環(huán)境DNA分析,就可以輕松繞過這個(gè)問題,在某種程度上,生產(chǎn)這些產(chǎn)品的公司相當(dāng)于在不知不覺中幫研究人員完成了抽樣,使得他們可以更容易收集世界各地的昆蟲數(shù)據(jù),擴(kuò)大環(huán)境DNA的研究范圍。此外,這種分析法可以應(yīng)用于任何其他干燥的植物,使其成為監(jiān)測瀕危昆蟲物種和跟蹤作物害蟲傳播的寶貴工具。
研究團(tuán)隊(duì)希望,這種方法可以讓孩子對生態(tài)和昆蟲保育產(chǎn)生興趣。他們鼓勵(lì)孩子也加入這項(xiàng)研究中,孩子只需要一個(gè)信封、一個(gè)密封袋和一包二氧化硅(干燥劑),就可以迅速收集植物,用于未來的環(huán)境DNA研究。這樣能讓孩子通過參與環(huán)境研究與保護(hù),從而對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生興趣,畢竟未來要生存的還是孩子。最重要的是,這樣的研究可以減少對昆蟲類節(jié)肢動(dòng)物的解剖,無論何種目的,于動(dòng)物而言,誘捕、解剖、研究都是一種傷害,希望以后多多推廣這樣的研究,讓人類真正可以和植物、動(dòng)物共存!