昆蟲：全球氣候變暖的檢測(cè)師

　　外灘畫報(bào)4月23日?qǐng)?bào)道 作為自然界中對(duì)氣候變化最敏感的動(dòng)物種類，昆蟲的遷徙及基因變化特點(diǎn)，可以幫助科學(xué)家檢測(cè)全球各地的氣候變化，也許會(huì)為廣受爭(zhēng)議的“全球氣候變暖”說法蓋棺定論。

　　“全球氣候變暖”的說法到底是否正確?

　　這個(gè)問題曾在澳大利亞廣受爭(zhēng)議。一方面，最近連年的旱災(zāi)使得越來越多人相信，氣候變暖問題正在逼近尋常生活;另一方面，許多“氣候變化懷疑論者”認(rèn)為，氣候變化問題被無故夸大。

　　在去年的哥本哈根氣候會(huì)議之前，曾有來自澳大利亞和新西蘭的專家專門對(duì)全球氣候問題進(jìn)行研究，他們的研究結(jié)果顯示，東太平洋區(qū)域冬季平均氣溫升高不過是由于南太平洋正常洋流每隔3-8 年出現(xiàn)的一次大波動(dòng)(編注：導(dǎo)致厄爾尼諾現(xiàn)象頻繁發(fā)生)，而當(dāng)與厄爾尼諾相對(duì)應(yīng)的拉尼娜現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，海洋表面平均溫度自然又會(huì)下降。

　　然而現(xiàn)在，來自墨爾本的生物21研究院(Bio21 Institute) 專家的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)有望為這一爭(zhēng)論畫上句號(hào)。2008 年，一群來自氣候變化研究、地質(zhì)研究以及生物基因研究等方面的科學(xué)家走到了一起，在研究院的支持之下開展了一個(gè)叫做“氣候壓力”的項(xiàng)目(Climate StressProgram)。該項(xiàng)目通過跟蹤研究昆蟲的遷徙以及基因變化特點(diǎn)，檢測(cè)在最近一段時(shí)間內(nèi)澳洲各地氣候的變化。雖然這項(xiàng)研究的最后結(jié)果尚未公布，但它興許會(huì)為廣受爭(zhēng)議的“全球氣候變暖”說法蓋棺定論。

　　早在大約10 年前，便有科學(xué)家指出，對(duì)于許多物種而言，即便是如白晝長(zhǎng)短這樣的外界因素，也可能會(huì)改變動(dòng)物的遷徙、交配和冬眠等活動(dòng)。他們稱這種行為為生物的“行為可塑造性”。而這種行為模式的改變，在昆蟲這種自然界中繁衍和發(fā)育速度最驚人的生物身上，體現(xiàn)得最為明顯。

　　“昆蟲是自然界中對(duì)氣候變化最敏感的動(dòng)物，它們的體溫調(diào)節(jié)主要依靠外界的溫度。”項(xiàng)目的科學(xué)家解釋?？偟膩碚f，昆蟲只有在一定的溫度范圍(編注：溫區(qū))內(nèi)才能夠正常成長(zhǎng)發(fā)育，當(dāng)氣溫升高或降低到一定的限度，便會(huì)影響昆蟲的繁衍、發(fā)育，更嚴(yán)重的如果達(dá)到致死高溫區(qū)(編注: 一般為攝氏45 度至60 度)或是致死低溫區(qū)(編注：一般為攝氏-10 至-40 度)，昆蟲便會(huì)死亡。

　　所以，當(dāng)外界氣溫變化超過一定的幅度，為避免種群的滅絕，一些昆蟲的行為模式甚至是進(jìn)化模式都會(huì)發(fā)生改變，比如選擇大規(guī)模的遷徙來抵御這種來自外界的氣候壓力。“我們最近的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于不能忍受過高的氣溫，一些昆蟲不得不遷徙到更涼快的地區(qū)，這種大規(guī)模的昆蟲遷徙是全球性的，目前我們已經(jīng)觀測(cè)到一些不同尋常的昆蟲最近在澳大利亞頻繁出現(xiàn)。”項(xiàng)目專家說。

　　除了大規(guī)模遷徙以外，為適應(yīng)外界氣候的變化，某些昆蟲的基因構(gòu)成也會(huì)發(fā)生微妙的改變。

　　上世紀(jì)90 年代，美國(guó)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，生活在美國(guó)西海岸的棋盤斑點(diǎn)蝴蝶的活動(dòng)范圍正在向北移動(dòng)，這后來被認(rèn)為是氣候變暖對(duì)于動(dòng)物影響最早的跡象。這個(gè)案例發(fā)生在1995 年，美國(guó)正遇到百年未遇的酷暑，炎熱的氣候?yàn)樵S多動(dòng)植物的生存提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，而對(duì)于棋盤斑點(diǎn)蝴蝶這種對(duì)于溫度異常敏感的動(dòng)物來說影響更甚，當(dāng)年許多蝴蝶幼蟲沒有成年便已經(jīng)夭折。

　　1996 年，美國(guó)科學(xué)家帕梅爾桑發(fā)現(xiàn)這種本來在南方生活的蝴蝶數(shù)量消失了四分之三，他當(dāng)時(shí)指出，因?yàn)檫@一種群無法向更涼爽的北方遷徙就注定滅絕。但7 年以后，他驚奇地聽說這種斑點(diǎn)蝴蝶雖然依舊沒有在北方出現(xiàn)，卻已經(jīng)出現(xiàn)在高海拔的圣哈辛托山腳，它們甚至在那個(gè)高海拔地區(qū)重新找到了新的寄生植物進(jìn)行繁衍。帕梅爾桑將這種改變，歸結(jié)于這一種群在基因上發(fā)生的改變，他稱這種改變?yōu)槔ハx的“基因革命”。

　　不過很可惜的是，在過去的15年中，對(duì)于不同種類昆蟲的基因分類以及相關(guān)的研究數(shù)據(jù)一直是缺失的，科學(xué)家很難知道這種基因改變的誘發(fā)因素、以及基因改變的頻率。而生物21 研究所的這項(xiàng)科研項(xiàng)目最大的貢獻(xiàn)在于，科學(xué)家已經(jīng)開始著手這方面數(shù)據(jù)的搜集和整理。

　　雖然目前科研人員還是沒有辦法解釋，為什么這種基因的演變?cè)谝恍┓N類的果蠅身上發(fā)生，而另一些的基因則沒有任何實(shí)質(zhì)的變化。不過他們目前公布的報(bào)告中指出，這種基因的演變或許是與地域有關(guān)。比如他們?cè)诎拇罄麃問|南部(編注：多為雪原，比較寒冷)、北部(編注：多為雨林地區(qū))，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)于不同地區(qū)的果蠅從翅膀的大小到生長(zhǎng)發(fā)育的速度都有所不同。“這也就變相證明了他們的基因正在產(chǎn)生變化以適應(yīng)不同的外界環(huán)境變化。”相關(guān)研究的科研人員表示。

　　在本次實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家們選擇了果蠅屬下的幾個(gè)著名種類作為實(shí)驗(yàn)材料。“因?yàn)楣?，尤其是黑腹果蠅是目前遺傳學(xué)研究領(lǐng)域使用最廣泛的昆蟲。”科研人員告訴我們，用果蠅作為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)很多：它們?nèi)菀罪曫B(yǎng)、成長(zhǎng)迅速、每隔12 天就可以完成一個(gè)世代、突變性狀態(tài)多樣，便于觀察。

　　更重要的是，僅針對(duì)這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)來說，果蠅又比其它昆蟲更能勝任實(shí)驗(yàn)材料這個(gè)角色。因?yàn)樗鼈兊纳钪芷陂L(zhǎng)短與溫度有著密切的關(guān)系，一般來說，超過攝氏30 度以上的溫度就能使果蠅不育或者死亡，而低溫則能使其生活周期延長(zhǎng)。

　　(輸入：李晶)