老飞蛾如何回答新问题

老飞蛾如何回答新问题

每天,大批学生穿过剑桥市中心的唐宁遗址。许多人在动物博物馆驻足,惊叹于高耸的骨骼或保存完好的植物和动物标本。然而,也许更特别的是一个远离公众开放的展览:超过一百万只被精心固定的昆虫,尤其是飞蛾。

如果您质疑这一点的重要性,那么您并不孤单。我确信我不是唯一一个在把飞蛾从灯具中拍下来时咒骂它们的人。这些飞蛾是从 19 世纪初开始收集的,曾经是维多利亚时代生态学家的话题和发现的战利品,但现在正扮演着更重要的角色:它们充当了不断变化的星球的生物记录。

大学动物学系的一项新科学尝试旨在利用这些飞蛾来回答一个看似简单的问题:博物馆标本可以揭示野生动物如何应对环境变化?虽然科学家们已经看到了令人惊叹的例子,例如胡椒蛾的工业黑化(对烟灰的反应而变黑),但这项新研究寻找更微妙的细节。

“Edgar Turner 教授和 Tiffany Ki 博士正在使用 3D 成像技术为已有数百年历史的数据注入新的生命”

这个剑桥项目的重点是英国天蛾,之所以选择它们,是因为它们在英国各地分布广泛,在博物馆收藏中具有良好的代表性,而且它们具有巨大的体型和引人注目的翅膀设计的独特性。导师 Edgar Turner 教授和 Tiffany Ki 博士巧妙地运用了现代技术,利用 3D 成像技术为已有数百年历史的数据注入新的生命。

集合中的每只飞蛾都携带两种类型的信息。首先,3D 成像将有关飞蛾形态(大小、外观和其他解剖特征)的详细生物学观察结果数字化。其次,手写的收藏家笔记详细说明了飞蛾的采集地点和时间。这些共同帮助为每只飞蛾构建了一个故事,展示了另一个时代英国野生动物的小快照。当按时间顺序编制世代时,就会创建一个强大的时间表,帮助科学家量化逐渐的变化以及可能导致这些变化的环境因素。

研究人员不是简单地注意到飞蛾的变化,而是询问飞蛾如何以及为何适应。气温升高会影响体型吗?栖息地的破碎化是否会导致翅膀尺寸变大?人造光如何改变夜间物种的行为?

“3D 成像的开创性使用使研究人员能够实现以前难以维持的细节和分辨率水平”

该研究特别考虑了人为影响:人类对环境的影响。虽然以前存在生物多样性数据集,但它们通常只涵盖过去 40 年左右。该数据集进一步深入研究了过去,概括了工业革命的主要人为影响。 3D 成像的开创性使用使研究人员能够实现以前难以维持的细节和分辨率水平。这项研究增加了世界各地其他类似馆藏的使用,将档案转变为日益丰富的定量数据集,并扩大了现有生态数据的时间范围和细节。

虽然动物学博物馆的飞蛾藏品构成了国家存储库,但剑桥与飞蛾收藏家有着更私人的联系。伦纳德·詹尼斯 (Leonard Jenyns) 是达尔文的同代人,也是圣约翰学院的毕业生,他一生中的大部分时间都在收集有关剑桥郡昆虫生活的细致标本和指南。出于偶然的时机,詹尼斯的收藏使科学家能够研究飞蛾对剑桥景观急剧变化的适应性反应,包括排干沼泽地为农田让路。

“维多利亚时代的博物学家不知不觉地保存了环境变化的记录”

詹尼斯的飞蛾可能不属于该研究中使用的收藏品的一部分,但它们确实解释了一个令人心酸的想法。对于维多利亚时代的博物学家来说,收集飞蛾表现出了求知欲——他们相信自己正在对现存的自然进行编目。他们没有意识到的是,他们在不知不觉中为生物时间机器做出了贡献。虽然詹尼斯对飞蛾采集具有当地意义,但他以外的几代科学家之间的无言合作使整个收藏品比他想象的更加有用和深远。

尽管这些数据潜力巨大,但也有一些警告。十九世纪和二十世纪的收藏家并没有进行标准化的生态调查;他们很可能寻找的是更大、色彩更丰富的标本。更大的问题是,尽管存在这种噪音,是否可以在这里得出结论。

值得注意的是,博物学家对按年代顺序收藏的贡献仍在继续。自 2018 年以来,剑桥大学植物园每周都会捕获和记录飞蛾,已发现超过 250 种飞蛾。就像 19 世纪和 20 世纪的同行一样,我们继续在田野和沼泽中漫步,寻找翅膀。

维多利亚时代的博物学家不知不觉地保存了环境变化的记录,两个世纪后研究人员终于学会了真正解读这些记录。这种技术的新用途并没有改变博物馆藏品的目的,而是改变了它们可以告诉我们的内容。将历史带入现代表明,旧标本可能包含我们以前缺乏解锁钥匙的新信息。

Měilíng Lǐ
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