您的位置:首页>二等奖
小虫子的中国梦
发布时间:2018-11-02 来源:动物研究所 白明 【字号:  

  昆虫是世界上种类最为繁盛的生物类群,与人类生活具有密切的联系。伴随着“西学东渐”,现代昆虫学研究也逐渐进入中国。历史上,中国科学院也曾在北京和上海分别设立过昆虫所,两者分别是中科院动物所和中科院植生所的前身之一。

  中科院动物所一直是中国昆虫学研究的中心,留法博士、曾担任24年动物所所长的陈世骧院士对于中国昆虫学的发展一直铭记于心。陈老曾多次对其研究组高级工程师王书永先生提及,“世界上已知的昆虫,还有一些目在中国没有发现,其中蛩蠊目昆虫在俄罗斯、朝鲜和日本都有,中国也很可能会有分布,更重要的是蛩蠊目系昆虫纲中的活化石,具有极为重要的理论意义”。在陈老的鼓励下,王老师在信息较为闭塞的年代,努力查找资料,竭力了解这个类群,并在其历次组织和参加的大型野外考察中,时刻关注这个类群。可能是造物弄人,每次王老师结束考察回京向陈老汇报的时候,蛩蠊却都不是汇报内容。直到1986年,王老师参加中科院组织的一次学术会议的会后考察,因为该次在长白山的考察并非野外采集,王老师也并未携带野外装备,然而正是由于职业的敏感性,王老师无意中在长白山采到了一头蛩蠊标本。可以说该发现也是必然中的偶然。经过研究,王老师和陈老最终确定其为一个新种:中华蛩蠊Galloisiana sinensis。为了尽快将这个发现公之于众,陈老还专门给《昆虫学报》手书一封分量很重的推荐信,进而促成了该文的优先发表,至此才算填补了我国蛩蠊目的空白。在该文正式发表之前,中国昆虫学先驱之一周尧先生也曾专门给王书永写信祝贺此发现,同时还力邀该文发表在其担任主编的《昆虫分类学报》。后来蛩蠊也被评为中国一级保护动物。令人惋惜的是,距离首次发现蛩蠊不到两年的时间,陈老因病去世,然而中国蛩蠊的研究还远未结束。

  王书永老师在退休后,仍然在鞘翅目研究组返聘。鞘翅组成员也继承了陈老的遗志,为推动中国昆虫学事业的发展为己任。2009年,鞘翅组宋克清博士研究生在新疆发现第二只蛩蠊标本。经过鞘翅组白明博士与王书永和杨星科的研究,最终认为新疆蛩蠊为西蛩蠊属Grylloblattella的1个新种,也是西蛩蠊属的第3个种。并于2010年正式报道了中国第2种蛩蠊——陈氏西蛩蠊Grylloblattella cheni Bai, Wang et Yang sp. nov.。该蛩蠊的发现为蛩蠊目的系统发育地位确定提供了重要素材,在探讨蛩蠊的起源与地理扩散方面具有极为重要的意义,也是我国昆虫区系研究的一大重要进展。

  与纯分类学文章不同的是,该文还增加了现代分析技术:几何形态学和适生区预测,其初衷是希望从我国极为珍稀的蛩蠊标本中挖掘更多地科学信息。基于几何形态学(Geometric morphometric)方法,对古今蛩蠊前胸背板的形态变异趋势进行研究,发现现生蛩蠊的前胸背板形态上的高度相似与古生蛩蠊高度多样化形成鲜明对比,并推测其原因是趋同进化或起源于共同祖先。通过与张润志研究组合作,利用GARP模型对蛩蠊在全球范围内的适生区进行了预测,指出2个可能的潜在分布区,并对蛩蠊的保护提出建议。

  鉴于蛩蠊研究的重要性,白明博士向国家自然基金委提出申请,并于2011年成功获批一项面上项目。通过该基金的资助,白明博士组建了涵盖国内外蛩蠊专家的项目团队,对蛩蠊古生和现生类群进行了深入研究,代表性工作如下:

  (1)2012年,白明博士会同国际同行,在俄罗斯西伯利亚无人区采集俄罗斯蛩蠊。采集期间,每人每天背着约25公斤重的食物、帐篷、睡袋、煤气罐等野营及专业装备,在西伯利亚无人区的崇山峻岭、深谷急流中徒步穿越,行走了约2400公里路程。经过近两个月的考察,共采集到6头标本。同年,采集队还重返东北长白山,并成功采集到4头中华蛩蠊标本。2014年,白明博士和美国同行在美国西部雪山及冰洞中,获得美国蛩蠊标本20头。同时通过积极联系,产自美国和日本的部分蛩蠊模式标本和定名标本已经保存在动物所,再加上历次考察所获得的珍贵标本及原有标本,将使我国蛩蠊标本收藏量跻身世界前列。

  (2)除了亲自采集标本以外,白明博士还访问俄罗斯、美国等蛩蠊模式标本保存机构,检视模式标本和定名标本,对世界蛩蠊的分类和区系进行全面厘定。同时,项目团队还对古生蛩蠊进行研究,发现了中生代热河生物群蛩蠊新属种若干,另外白明博士还利用显微CT和三维重建技术,对首个缅甸琥珀中发现的蛩蠊进行研究(约一亿年前)。项目团队还在国际杂志发表蛩蠊目综述两篇,相关内容也被德国昆虫学新版教科书摘录,从而成为当今蛩蠊研究的权威资料。白明博士在俄罗斯和长白山所采集的蛩蠊样本中,曾获得了两头蛩蠊标本的转录组样本,该样本经过与1KITE项目组合作,最终被用在六足总纲系统发育重建中,相关结果2014年发表在Science上。

  通过白明博士领导的中美俄法德项目团队的不断努力,我国已成为世界蛩蠊的研究中心之一。我们希望新一代蛩蠊研究者的工作,能够告慰陈老的在天之灵,同时也感谢祖国的日渐强盛,为当代科学工作者提供了很多支持,也让很多可能变成了现实。

图1.陈世骧院士和周尧先生就蛩蠊发现事宜的亲笔书信

图2.发现于新疆的陈氏西蛩蠊Grylloblattella cheni

图3.白明在俄罗斯西伯利亚野外采集场景

图4.俄罗斯西伯利亚西蛩蠊及采集地生境照片

A.西蛩蠊生境照片 B.西蛩蠊整体图.

图5.缅甸琥珀中的蛩蠊

(责任编辑:侯茜)
关闭页面
© 1996 - 2018 中国科学院 版权所有 京ICP备05002857号 京公网安备110402500047号 联系我们 地址:北京市三里河路52号 邮编:100864