大家好!我是中国科学院动物研究所的黄正中。我从小就害怕昆虫,但通过学习之后,我慢慢地从一个害怕昆虫的人变成了一个喜欢昆虫的人,最后开始研究昆虫,并且发现了一些新的物种。今天,我想给大家分享我的一些经历。
昆虫的特征可以概括为4个数字:123+3。“1”是指它有一对触角,“2”是指它有两对翅膀,“3”是指它有三对足。“+3”意思是它的整个身体分为头部、胸部和腹部三部分。满足这些特征条件的小动物就可以把它归纳为昆虫。大家可以根据这么简单的几个数字,来判断我们身边的一些小动物究竟是不是昆虫。
这是我的一个同行,也是国外的一位摄影师收集的各种各样的毛毛虫。他按不同的颜色给它们划分。大家觉得毛毛虫是昆虫吗?
它好像没有触角,也没有翅膀,腿还有很多条,也看不出来它的头部、胸部、腹部。那它是不是昆虫呢?答案是肯定的。毛毛虫也是一种昆虫,它只不过是蝴蝶或者蛾子的幼虫形态。像毛毛虫和蝴蝶这种幼虫和成虫状态完全不同的昆虫,我们称它为全变态类昆虫。所以刚才提到的“123+3”的概念只适用于昆虫的成虫。对这些毛毛虫这样昆虫的幼虫是不适用的。
为什么会有人喜欢昆虫?我在你们这么大的时候,看到虫子会躲10米远。但是我在18岁上大学的时候,系统地学习了《普通昆虫学》这门课程之后,才慢慢地不害怕昆虫。学完后,我发现其实昆虫并不可怕,可怕的是我不够了解它。我早一点了解它,可能就会越早地消除对它的恐惧。所以越是害怕什么,就越要大胆地去研究它,这样就不会再害怕它了。
下面这都是我在野外科考的时候拍到的一些真实照片。这些都是它原本的色彩,没有经过任何PS处理。像粪金龟,它只是吃粪便的屎壳郎,但它有漂亮的金属光泽。还有象甲、步甲,它们都绽放着一种金属的光泽。大自然里的昆虫很多都是五颜六色,非常漂亮。
这一组是我在婆罗洲科考时看到的一些单爪鳃金龟。苹果手机有什么土豪金、玫瑰金,但大自然的色彩有时候比我们人为的色彩更加漂亮和鲜艳。人类可以从大自然学到很多,比如说色彩的搭配或者一些结构的变化。
还有的昆虫威猛霸气,比如现在展示的几类锹甲。锹甲在日本民间是非常流行的一种观赏性甲虫。过去很多日本武士头盔上的犄角,都是模仿锹甲上颚的形状,以显示威猛。
还有的昆虫奇奇怪怪,简直像变形金刚一样。这一类小昆虫叫球金龟,可以在昆虫和球形之间自由地转换。如果在这里配上一段变形金刚的音乐,可能你们会以为它是个机器人。但它就是一个自然产生的昆虫物种,它合并起来严丝合缝,就像一个小球。
这张图片里的昆虫是一种竹节虫,我在西藏拍到的。仔细观察它身上有些突起的形状,就像树干的一些树皮一样。它身上还有一些斑驳的绿色,模仿的是树皮表面一些苔藓的颜色。很多昆虫是非常善于伪装的。
这是一种模仿树皮的螳螂,是我今年(2023年)1月份去海南岛拍到的,它模仿树皮非常像。它这种拟态有两个好处:第一,避免“螳螂捕蝉,黄雀在后”,避免黄雀去吃它。第二,它这样躲藏起来,蝉看不到它。它跟环境融为一体,能够悄然无息地接近猎物。
所以昆虫到底有多少种呢?其实在所有我们人类已描述的所有物种里,昆虫占比超过了52%,最新的数据说可能达到60%以上。也就是说人类所了解到的每两种物种中,就至少有一种是昆虫。它的丰富多样性是非常高的。
在昆虫里头什么最多的呢?是我们研究的甲虫。甲虫是鞘翅目昆虫的俗称,它是昆虫里物种丰富度最高的,占比几乎达到了40%。目前人类已知的甲虫有大概40万多种。40万是个什么概念?全世界已知的哺乳动物是6400种左右,全世界所有的鸟类加起来是八九千种。跟甲虫比,它都不是一个数量级。
读书的时候,我的老师经常告诉我,要每天学习一点新的知识。我就按照老师要求,每天学习一种新昆虫。我能做到365天不带重样的,因为它们太多了,而且颜色也非常的漂亮。我每认识一种新的昆虫,就像交到一个新的朋友一样特别开心。
第二个原因,读万卷书不如行万里路。我们学习了知识,要在实践中去应用它。昆虫学实践的地方就是在野外。这个地图上是我读书期间和现在工作期间在野外采集的一些地点。位于中部的地区是在秦岭,它是我们中国动物的南北分界线。更多是集中在青藏高原这一块,特别是藏东南地区。然后云南、广东、广西、香港等等。这些地方的昆虫是非常多的。
在野外我是“上天入地”。虽然飞不了天,但是树上的虫子我用网子去抄它。水里的虫子我也会去抓。这张合影中我旁边的是一位日本科学家,他跟我研究同样的类群,就是刚才介绍的拟叩甲。全世界现在研究拟叩甲的科学家加起来不超过5位。所以我跟他见面的时候,尽管有一些语言障碍,但真有“高山流水遇知音”的感觉,恨不得抱着聊天聊一宿。
这就是我研究的拟叩甲,这张图是它从小到大、从细到胖、各种各样的类群。大家在城市里看到的昆虫种类是非常少的。这是我在云南采集的时候,一晚上通过灯光诱捕的。如果现在是黑天,把灯放到野外,就会有无数的昆虫扑过来。因为很多昆虫具有趋光性,它会往有光的地方飞,特别是蛾子,也包括照片里我手里抓到这种天牛。
这还不算多。我的老师告诉我,当年建三峡大坝的时候他们去考察生物多样性,在三峡一晚上灯诱的金龟子,那都是用脸盆装的。在野外科考我们会看到非常漂亮的景色。这是在青藏高原考察翻多雄拉山的时候,我在半山腰拍的风景照。近处的雪是终年不化的冰川,再往下是茂密的森林。我们翻越山的时候会经历各种各样的环境,但是无论是哪种环境,我们都能找到昆虫的身影。
我喜欢昆虫的第三个原因,就是第一个发现昆虫新种的科学家享有这个物种的命名权。昆虫的命名是一个非常复杂的体系,有国际公认的动物命名法规的规矩。但是在这个法规内,我们可以用很多不同的东西去命名一个物种。这是我发表的一个新种,第一个英文字母Callilanguria是它的属名。第二个weiwei是个汉语拼音,是我的一个好朋友、也是昆虫圈里一位德高望重的老前辈的名字。
我以他的名字来命名新种,表示我对他的尊重。然后“Huang”这是我的姓。所以只要这个物种存在,即使100年、200年、300年以后我可能不在了,别的科学家再见到这个我命名的昆虫,他会看到我的名字。能把自己的名字留在科学这个汪洋之中,而且还能经历时间的考验,我觉得是一件非常荣幸的事情。
以上就是我从害怕昆虫到喜欢昆虫的三个原因。分类学是对生物进行命名、描述和分类的一门科学。它涵盖了世界上所有的生物,研究昆虫的就是昆虫分类学,研究微生物的是微生物分类学,还有植物分类学等等。分类学这个学科其实不难。同学们每天都在进行分类,你们根据同学的相貌特征来分辨左边的是谁,右边的是谁。有时候不看到人,只是听到声音也能知道是谁。所以我们从一出生开始就在进行分类,大家都有做分类的潜力。
这是区分,此外分类还有一个非常重要的应用,就是归类。科学界有一套专门的分类体系,从大到小就是界门纲目科属种。比如说我们人在生物中的地位是动物界、脊索动物门、哺乳纲、灵长目、人科、人属、智人种,这是我们在科学中的定位。所以我们每发现一个新物种就要给它一个定位。分类学就是一个对生物进行定位和区分的过程。这特别像是用地图进行搜索,大家都是从大往小、一级级地检索一个地名。
分类其实也挺难的,我们同行经常调侃的一句话叫“分类分类,越分越累”,天天就是看标本,非常地辛苦。我想跟大家分享一下我发现新物种的经历。第一步,你要去野外抓虫子。第二步就是要看虫子,这个看不仅是肉眼去看,还要进行解剖。不仅要观察它的外表,还要观察它内部的结构。看一只虫子不够,我们要看很多虫子。看完很多虫子还是不够,要把所有跟它相关的虫子都看个遍。
最后我们还要去比对模式标本,最终才能确定抓到的这些虫子到底是不是新物种。
模式标本有很多种,其中最重要的叫正模标本,它是物种的唯一标准。我命名了一个新的物种,我会指定一个正模标本,全世界有且只有一个。比如说你抓到了另外一个虫子,你觉得跟我的很像,你就要过来跟我的模式标本对比。这张照片就是中科院动物研究所的博物馆收藏的一个模式标本。第二个标签Holotype,这就是它的模式标签,代表这个标本有且只有一个。不管哪个国家的科学家有觉得跟它像的昆虫,都要跟它来进行对比。
在工作期间我就发现了图上这一类昆虫,我翻遍了手里所有的资料都不能确定它是哪一种。好像是新种,又好像不是。我非常幸运得到中国科学院公派留学的机会,前往法国自然历史博物馆,也就是大熊猫模式标本所在的博物馆进行工作。在访学工作的一年期间,我也走访了欧洲很多其他收藏了我们国家物种标本的博物馆,像意大利的热亚那自然历史博物馆、大英自然历史博物馆、剑桥大学动物博物馆等等。
这是法国自然历史博物馆的标本盒,就大概一张A4纸大小,封皮都非常老。馆员跟我说,这批标本盒40年没人动过了,上面的灰厚厚的。上一个研究这个的科学家去世之后就没人动过。所以当我打开这个标本盒子一刹那,觉得有种历史的责任感在肩上。这里头红色的标签就是模式标本系列。
其中有一位是中国的女性科学家叫谢蕴贞,是我们组创始人陈世骧院士的夫人。1933年,她远渡重洋到法国求学。她研究的就是拟叩甲,就跟我研究一样的类群。她当时发表的模式标本现在也在巴黎自然历史博物馆,所以当我看到她的标签的时候,我非常地感动。
其实我们看标本非常地枯燥,而且时间也过得非常快。像老前辈经常开玩笑说:“我们看标本真是一根笔,一包烟,一盒标本看一天。”就是这样的一个过程。每一号标本都要自己去看,我们要记录它的体长、体宽、颜色还有采集信息,包括在哪采的、哪个人采的、哪一年采的。知道这些之后,我们就可以去复原他的一些科考活动。比如说他5月份去,我们也5月份去;他去到朝阳区,我们也去朝阳区;看能不能采到一模一样的虫子。
在博物馆工作有一个优势,就是我们凭借工作证能比所有游客提前进入博物馆。大家有尝试过一个人在空无一人的博物馆里随便游览,看标本和各种藏品吗?我有过,就在大英自然历史博物馆。我既兴奋又有点害怕,总感觉标本要活过来一样。这也是在这里的标本馆看的一些标本。就这样一盒一盒、一个一个,我看了无数的标本。
我在欧洲比对完跟这个种特别相似的其他的11个种,也就是这个属一共11个种的标本之后,我确定了手里这个就是从来没有被人类发现和记载过的新物种。然后我把它写成论文,投稿到了国际期刊上,也得到了国际同行的肯定。
有的同学可能就好奇,既然模式标本这么重要,那为什么你要看那么多的标本?其实我们看标本,要看哪些特征是物种之间的区别,就是我有你没有的特征。比如说人跟猴子,人没有尾巴,猴子有尾巴。
当然实际情况会比这复杂得多。我们要看哪些特征是种类的区别。比如说人类有高矮胖瘦,不能说两米以上的就不是人类。在昆虫界也一样,没有一个物种是不产生变异的。物种时刻在变,所以看大量标本,是为了把它的变异区间确定出来。就它的那个范围内,我们都能确定是这一个物种。
综上所述,分类学研究过程特别像孔子说的一句话“温故而知新”。想要知道你这个是不是新的物种,就要把所有老的物种去给它回顾一遍,去给它检验一遍。分类学需要很多很多代的人。
我今天给大家汇报的题目其实是带有一点私心的。大家可以看这些新闻的标题,“分类学者成为‘濒危物种’”。这不是说要把我们关到动物园给你们参观,而是说现在国内研究分类学的学者越来越少。为什么越来越少?因为我刚刚提过,我们每天的工作其实是很重复和枯燥的。如果没有对生物的喜爱,你很难坚持下去。我们分类学是一个非常基础的科学,它是生态学、功能形态学、仿生学等等的基础。
大家都知道我们伟大的祖国地大物博,但是祖国到底有多少种昆虫?这个问题还没有答案。从我的祖师爷陈世骧院士那一辈起,到我的导师杨星科研究员,再到我们这一代中青年科学家,我们三代人一直在做一件事,就是想知道我们国家到底有多少个物种,多少个昆虫物种。但仅仅靠我们这些人是远远做不到的,可能还要很多很多代的人。所以我希望通过今天的报告,让同学们不要害怕昆虫,如果能再关注一些生物多样性的内容就更好了。
这是中国科学院动物研究所,也是亚洲最大的动物博物馆。希望有机会大家来我们博物馆参观,里头除了昆虫,也有很多很多动物的模型、标本。我的演讲到此结束,谢谢大家!