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”結成繭;再往旁邊看,你會看見一只蜘蛛正在辛勤織網……待到恰好的時節,這些茶葉會被采摘,在經過烘焙、搗碎等一系列工序后,裝進茶包送到商店,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生在動物和植物之間的互動,但最近,德國的生物研究團隊發現了一種可以用來揭示這種互動的新方法。研究團隊通過對干燥的茶葉和草本植物進行環境DNA測試,發現了超過1200種不同節肢動物物種的痕跡。
節肢動物是多樣化程度最高的一類動物種群,作為傳粉者、獵物和生物防治劑,它們對全球生態系統的功能至關重要。近年的報告記錄表明,昆蟲數量正在下降,因此對節肢動物群落進行監測顯得尤為重要。
對節肢動物的監測,通常采用被動采樣的方法,比如使用陷阱誘捕。但用這些被動采樣的方法所捕獲的節肢動物的多樣性往往非常局限。幸而在過去的幾年里,一種環境DNA分析技術徹底改變了生物監測領域。
所謂環境DNA,指的是由生物體掉落到周圍環境中的DNA。節肢動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,環境DNA就會穩定地保留在那里。這意味著干燥的植物是尋找節肢動物環境DNA的優秀來源。
在研究中,研究團隊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行了環境DNA分析。他們購買了不同品牌生產的同種產品,以確保每種植物都有不同的產地,以此最大限度地增加所能找到的節肢動物的數量。他們發現,提取到的絕大多數DNA均來自植物本身,其占比高達99%,只有很小一部分DNA屬于昆蟲。具體來說,研究團隊在40份干燥的樣本中,發現了1200多種節肢動物獨有的環境DNA,平均每份樣本中存在至少200種不同節肢動物的環境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,研究人員發現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種植薄荷區域的昆蟲DNA,而綠茶中含有來自東亞的昆蟲DNA。
昆蟲經常可以在不經意間被輸送到世界各地,雖然大多數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造成破壞。如果能夠在這些有害物種出現在一個新的地方后立即發現它們,就能在害蟲數量飆升之前啟動干預管理程序。
許多環境DNA研究都面臨一個問題,那就是一小群研究人員所能獲得的樣本數量總是有限的。使用茶葉和草藥進行環境DNA分析,就可以輕松繞過這個問題,在某種程度上,生產這些產品的公司相當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據,擴大環境DNA的研究范圍。此外,這種分析法可以應用于任何其他干燥的植物,使其成為監測瀕危昆蟲物種和跟蹤作物害蟲傳播的寶貴工具。
研究團隊希望,這種方法可以讓孩子對生態和昆蟲保育產生興趣。他們鼓勵孩子也加入這項研究中,孩子只需要一個信封、一個密封袋和一包二氧化硅(干燥劑),就可以迅速收集植物,用于未來的環境DNA研究。這樣能讓孩子通過參與環境研究與保護,從而對生態環境產生興趣,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肢動物的解剖,無論何種目的,于動物而言,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、動物共存!