這個春天對昆蟲學(xué)家楊星科來說,是個收獲的季節(jié),由他任總主編的12卷本《秦嶺昆蟲志》今年4月正式出版。4年來,40余位昆蟲學(xué)家,奔波在秦嶺的溝溝坎坎,新發(fā)現(xiàn)5000余種昆蟲,使《秦嶺昆蟲志》收錄昆蟲數(shù)目達到9905種。這是截至目前我國科研工作者對秦嶺昆蟲最翔實的“盤點”。
楊星科近照
魏杰 治印
本報記者 張梅
學(xué)人小傳
楊星科,1958年出生于山西,現(xiàn)任中國科學(xué)院西安分院黨組書記兼副院長,長期從事鞘翅目、脈翅目等昆蟲類群的系統(tǒng)學(xué)、動物地理學(xué)、形態(tài)與功能、昆蟲與寄主植物的關(guān)系等方面的研究。他在國內(nèi)率先開展高山昆蟲的形態(tài)學(xué)及其適應(yīng)演化的研究。他對草蛉科分類系統(tǒng)的修訂得到了國際同行的認可和應(yīng)用,其研究結(jié)果極大豐富了我國昆蟲區(qū)系。近年來,他致力于改善昆蟲分類學(xué)學(xué)科的研究方法,推動團隊與中科院深圳先進技術(shù)研究院的合作,研制出我國第一臺內(nèi)部三維成像設(shè)備,大力推動了學(xué)科的發(fā)展。
給秦嶺昆蟲“寫志”是楊星科多年的心愿。我們的話題就從《秦嶺昆蟲志》開始。
摸清秦嶺昆蟲的“家底”
昆蟲是地球上種類最多、最具多樣性的類群,約占已知生物種類的一半、動物種類的四分之三。秦嶺是我國南北氣候的分界線,是世界生物多樣性關(guān)鍵地區(qū)之一。秦嶺地區(qū)所承載的生物種質(zhì)資源,在物種、遺傳和生態(tài)系統(tǒng)多樣性上都具有國家乃至世界戰(zhàn)略意義。秦嶺生物資源的考察與研究歷來受到學(xué)者的重視,但由于種種原因,秦嶺昆蟲研究非常滯后。
20世紀90年代,楊星科就投身于秦嶺昆蟲研究。從那時起,摸清秦嶺昆蟲的“家底”就成為他的心愿。然而,由于昆蟲種類繁多、分布廣泛、采集難度大,再加之人力嚴重不足等原因,研究工作進展緩慢。
秦嶺昆蟲標本大量流失海外的現(xiàn)實,讓這位昆蟲學(xué)家覺得為秦嶺昆蟲“寫志”迫在眉睫。據(jù)不完全統(tǒng)計,1980年至2010年,超過50萬號秦嶺昆蟲標本流失海外,僅鞘翅目(俗稱甲蟲)國外學(xué)者就已發(fā)表模式產(chǎn)地為秦嶺的新種近600種。有一位捷克人曾以旅游為名,長期蹲守在秦嶺,甚至能夠用方言與當?shù)匕傩者M行交流。他采集了大量昆蟲標本帶回歐洲,再轉(zhuǎn)手給博物館、學(xué)者以及生物產(chǎn)業(yè)公司。
“大量昆蟲標本流失海外,一方面造成大量新屬種的模式標本保存在國外,為相關(guān)研究造成困難,另一方面導(dǎo)致重要種質(zhì)資源流失。隨著我們綜合國力的提升及相關(guān)科研條件的改善,我們必須對秦嶺昆蟲進行系統(tǒng)全面整理。”楊星科介紹說。
2013年,秦嶺昆蟲志項目正式立項,楊星科集結(jié)了一批國內(nèi)昆蟲研究方面的骨干專家。在經(jīng)費嚴重不足的情況下,懷著對科學(xué)的信仰,大家開始了煩瑣艱難的工作。
他們有著共同的明確目標:在充分研究現(xiàn)有標本的基礎(chǔ)上,進行不同區(qū)域、不同季節(jié)的補充考察。在全面系統(tǒng)整理秦嶺昆蟲標本和文獻資料的基礎(chǔ)上,他們對相關(guān)種類進行系統(tǒng)分類研究,最終完成《秦嶺昆蟲志》的編研。
“2013年之前,文獻記載的秦嶺昆蟲不超過4500種,現(xiàn)在有準確記錄的秦嶺昆蟲達到421科4171屬9905種。”說起這項工作的成果,楊星科十分欣慰,“隨著研究的繼續(xù),我們還將不斷會有新發(fā)現(xiàn)。我們希望通過自己的工作,給后來者留下扎實的基礎(chǔ)資料?!?/span>
給昆蟲“上戶口”
楊星科把他從事的昆蟲分類學(xué)領(lǐng)域比喻成給昆蟲“上戶口”:“我的工作就像戶籍民警一樣,根據(jù)昆蟲的形態(tài)、習(xí)性等特征,把不同昆蟲歸到他們相應(yīng)的目、科、屬、種?!?/span>
這項“上戶口”的工作重要而艱難。昆蟲是世界上最繁盛的動物類群,是生態(tài)系統(tǒng)中的重要成員,在維持生態(tài)平衡中起著重要作用。昆蟲種類多、數(shù)量大、分布廣、難以捕捉,要給昆蟲“上戶口”,首先要搞清楚它的譜系和親緣關(guān)系?!斑@就需要研究者具備形態(tài)學(xué)、解剖學(xué)、物候?qū)W、生物學(xué)、地理學(xué)等綜合知識,通過系統(tǒng)判斷給它確定科學(xué)的名稱?!睏钚强普f。
作為一門基礎(chǔ)學(xué)科,昆蟲分類難出成果,需要研究者沉得下心、耐得住寂寞。對此,楊星科卻甘之如飴:“昆蟲世界的龐大、多樣、復(fù)雜、奇妙,讓我深深著迷!”
說起投身于昆蟲研究的初衷,楊星科還有一段特殊的經(jīng)歷。
20世紀70年代初,楊星科作為知識青年,在他下鄉(xiāng)所在的村莊擔任治蟲突擊隊隊長。他每天的主要工作就是背著藥箱,給莊稼噴灑防蟲殺蟲的農(nóng)藥。然而,由于蟲子各有各的生長規(guī)律,每天噴灑農(nóng)藥并沒有起到太大的作用,蟲子反而越來越多。楊星科為此常常受到村支書的批評。
1977年高考恢復(fù)后,楊星科抱著“不信把蟲子防不住”的決心,毅然報考了中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的植保專業(yè),只因為打聽到學(xué)植保專業(yè)可以掌握防蟲知識。
從那時起,楊星科就“沉迷”于昆蟲王國中不能自拔。小昆蟲帶他進入了一個豐富多彩的大世界。
1985年,我國昆蟲學(xué)家在長白山區(qū)首次發(fā)現(xiàn)蛩蠊目昆蟲,并被命名為“中華蛩蠊”。有了第一個種,會不會有第二個種?楊星科查閱了大量資料,了解蛩蠊目昆蟲的外觀特點、生長環(huán)境及習(xí)性,終于在新疆發(fā)現(xiàn)了蛩蠊目昆蟲的第二個種?!膀梭鼓坷ハx全世界只有30個種,其中兩個種都由我國學(xué)者在我們國家發(fā)現(xiàn),這給了我們很大的信心?!彼榻B說,隨著研究的深入,課題組申請了世界蛩蠊目昆蟲的研究課題,目前已經(jīng)收藏了近20種,占到全世界已知蛩蠊目種的三分之二。同時,在他的領(lǐng)導(dǎo)下,團隊收藏了世界甲蟲95%已記錄的各科代表,使我國成為世界重要的鞘翅目研究中心。
近10年來,楊星科團隊又向琥珀昆蟲進軍。2016年,團隊在產(chǎn)自白堊紀緬甸琥珀中,發(fā)現(xiàn)了已經(jīng)滅絕的奇翅目昆蟲。奇翅目昆蟲在昆蟲綱中屬于“異類”,具有非同尋常的特征組合,被戲稱為“四不像”昆蟲。“由于目級新階元的發(fā)現(xiàn)與確立需要大量的研究與證據(jù)支持,所以昆蟲新目的發(fā)表寥若晨星。奇翅目的發(fā)現(xiàn)看似偶然,實際上是我國昆蟲學(xué)家長期研究積累的結(jié)果?!睏钚强普f。
小昆蟲 大世界
面對大量未知而有待發(fā)現(xiàn)的昆蟲,楊星科認為昆蟲學(xué)家大有用武之地:“發(fā)現(xiàn)、描記新單元且確立新單元的系統(tǒng)地位是昆蟲學(xué)家的重要使命,也需要更多研究者投身于此?!比欢?,從事這一領(lǐng)域研究的年輕人卻越來越少。
作為一門古老的學(xué)科,昆蟲分類學(xué)因為其較多地依賴研究者的個人經(jīng)驗而遭到諸多質(zhì)疑,甚至被現(xiàn)代科學(xué)認為是“雕蟲小技”。
“比如對一種昆蟲的分類,研究者往往‘仁者見仁,智者見智’,個人認知的不同就會造成不同的結(jié)果?!睏钚强普f,“但是,昆蟲分類學(xué)又是其他所有昆蟲學(xué)科甚至生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)。如果沒有這個基礎(chǔ),其他研究談何而來呢?”因此,不斷改進研究方法,提升研究水平,使昆蟲分類盡量客觀不受個人因素影響,是楊星科長久以來一直努力的事情。
2017年,由楊星科聯(lián)合西安光機所科研人員開發(fā)的昆蟲三維圖像數(shù)字處理設(shè)備成功應(yīng)用在對昆蟲分類的研究中?!罢J識昆蟲的第一步就是對其形態(tài)的把握。通過三維圖像數(shù)字處理,我們把昆蟲的形態(tài)特征數(shù)字化、標準化,解決了人與人之間認知差異的問題,同時為昆蟲分類學(xué)建立大數(shù)據(jù)庫創(chuàng)造了條件?!?/span>
“大數(shù)據(jù)為我們帶來了希望以及方法的創(chuàng)新。近年來,我國科技創(chuàng)新日新月異,使我們對古老學(xué)科的改造也走在了世界前列。”楊星科自豪地介紹說。
昆蟲分類學(xué)這門學(xué)科從學(xué)術(shù)角度而言十分重要,但在研究實踐中卻頻頻“遇冷”,這種現(xiàn)狀讓楊星科憂心忡忡。
隨著全球化進程加快,我國在頻繁的貿(mào)易往來中,如何防止外來物種侵襲尤其是防控外來有害昆蟲的危害、保證農(nóng)林生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境安全顯得尤為重要。楊星科說:“這要求相關(guān)工作人員具有扎實的昆蟲分類學(xué)知識,了解貿(mào)易沿線國家昆蟲區(qū)系情況,才能對外來有害昆蟲進行科學(xué)有效地防控,維護我們的生態(tài)安全。但是,我國嚴重缺乏這方面的專業(yè)人才。”
最后,楊星科由衷地說:“昆蟲與人類發(fā)展息息相關(guān)。我們希望國家能對這方面的研究給予更多重視,希望更多年輕學(xué)子關(guān)注它,認識到這門學(xué)科的重要性,投身到小昆蟲的大世界來?!?span>