昆蟲：全球氣候變暖的檢測師

　　外灘畫報4月23日報道 作為自然界中對氣候變化最敏感的動物種類，昆蟲的遷徙及基因變化特點，可以幫助科學家檢測全球各地的氣候變化，也許會為廣受爭議的“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?

　　這個問題曾在澳大利亞廣受爭議。一方面，最近連年的旱災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”認為，氣候變化問題被無故夸大。

　　在去年的哥本哈根氣候會議之前，曾有來自澳大利亞和新西蘭的專家專門對全球氣候問題進行研究，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(編注：導致厄爾尼諾現(xiàn)象頻繁發(fā)生)，而當與厄爾尼諾相對應的拉尼娜現(xiàn)象出現(xiàn)時，海洋表面平均溫度自然又會下降。

　　然而現(xiàn)在，來自墨爾本的生物21研究院(Bio21 Institute) 專家的一項實驗有望為這一爭論畫上句號。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家走到了一起，在研究院的支持之下開展了一個叫做“氣候壓力”的項目(Climate StressProgram)。該項目通過跟蹤研究昆蟲的遷徙以及基因變化特點，檢測在最近一段時間內(nèi)澳洲各地氣候的變化。雖然這項研究的最后結(jié)果尚未公布，但它興許會為廣受爭議的“全球氣候變暖”說法蓋棺定論。

　　早在大約10 年前，便有科學家指出，對于許多物種而言，即便是如白晝長短這樣的外界因素，也可能會改變動物的遷徙、交配和冬眠等活動。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。

　　“昆蟲是自然界中對氣候變化最敏感的動物，它們的體溫調(diào)節(jié)主要依靠外界的溫度。”項目的科學家解釋?？偟膩碚f，昆蟲只有在一定的溫度范圍(編注：溫區(qū))內(nèi)才能夠正常成長發(fā)育，當氣溫升高或降低到一定的限度，便會影響昆蟲的繁衍、發(fā)育，更嚴重的如果達到致死高溫區(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)，昆蟲便會死亡。

　　所以，當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化模式都會發(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)觀測到一些不同尋常的昆蟲最近在澳大利亞頻繁出現(xiàn)。”項目專家說。

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

　　上世紀90 年代，美國的科學家發(fā)現(xiàn)，生活在美國西海岸的棋盤斑點蝴蝶的活動范圍正在向北移動，這后來被認為是氣候變暖對于動物影響最早的跡象。這個案例發(fā)生在1995 年，美國正遇到百年未遇的酷暑，炎熱的氣候為許多動植物的生存提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，而對于棋盤斑點蝴蝶這種對于溫度異常敏感的動物來說影響更甚，當年許多蝴蝶幼蟲沒有成年便已經(jīng)夭折。

　　1996 年，美國科學家帕梅爾桑發(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，他當時指出，因為這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，它們甚至在那個高海拔地區(qū)重新找到了新的寄生植物進行繁衍。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，對于不同種類昆蟲的基因分類以及相關的研究數(shù)據(jù)一直是缺失的，科學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 研究所的這項科研項目最大的貢獻在于，科學家已經(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在一些種類的果蠅身上發(fā)生，而另一些的基因則沒有任何實質(zhì)的變化。不過他們目前公布的報告中指出，這種基因的演變或許是與地域有關。比如他們在澳大利亞東南部(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)生變化以適應不同的外界環(huán)境變化。”相關研究的科研人員表示。

　　在本次實驗中，科學家們選擇了果蠅屬下的幾個著名種類作為實驗材料。“因為果蠅，尤其是黑腹果蠅是目前遺傳學研究領域使用最廣泛的昆蟲。”科研人員告訴我們，用果蠅作為實驗材料的優(yōu)點很多：它們?nèi)菀罪曫B(yǎng)、成長迅速、每隔12 天就可以完成一個世代、突變性狀態(tài)多樣，便于觀察。

　　更重要的是，僅針對這項實驗來說，果蠅又比其它昆蟲更能勝任實驗材料這個角色。因為它們的生活周期長短與溫度有著密切的關系，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。

　　(輸入：李晶)