气候变迁影响层面无远弗届,成大生命科学系副教授陈一菁与研究团队,研究马来西亚神山(Mount Kinabalu)的蛾类发现,气温上升,昆虫的体型明显缩小了!这是首篇以野外长期数据证实暖化导致热带昆虫体形缩小的研究。论文于2019年10月10日刊登在国际学术期刊《Nature Communications》。
气候暖化造成生物分布改变已广为人知,但暖化也可能造成生物体型缩小。以昆虫来说,较高的温度增长更快,反而造成昆虫体型较小即达性成熟;这样微妙的变化,其实会影响繁殖力甚至食物网的能量流动。只是这类研究往往需要大量样本与长期观察,极难获得野外实证数据。
东南亚蛾类权威Dr. Jeremy Holloway曾于1965年在神山采集大量蛾类标本,陈一菁于2007年重复调查该样区,两批标本共有将近300种、超过8千只尺蛾,分别典藏于英国伦敦自然史博物馆及成功大学。第一作者吴忠慧(目前就读墨尔本大学博士班)仔细测量两批标本发现,尺蛾的平均体型缩小1.3%!对照当地气温42年来升高摄氏0.7度,首次提出暖化造成热带昆虫体型缩小的证据。
两批标本共有将近300种,超过8千只尺蛾。
“物种分布改变”与“体型缩小”两者都是气候变迁下重要的生物反应,但过去几乎都是分别讨论。此研究分析这份难得的长期数据,探讨两者综合的生态影响发现,因为小体型物种往高处移动、物种体型普遍缩小,高海拔蛾类群聚的平均体型也缩小了,这将对原本高海拔的食物资源造成冲击。这项研究首度结合物种地理分布、体型大小,提出气候暖化改变生物群聚的直接证据。
位于马来西亚婆罗洲的神山自1964年起即设为国家公园,陈一菁指出,从蛾类研究可发现,即便在这么少人为干扰的地方,生物已深受气候暖化影响,“气候变迁的影响层面无远弗届”,人类需要反省与深思自身活动当地球留下的足迹。
马来西亚神山(Mount Kinabalu)标高3,929米。
实地走访研究室,蛾类标本每只单独收纳在三角形雾面纸袋,并以工整字迹注明采集日期、时间及物种学名,陈一菁指出,此研究台、英两地的蛾类标本数量超过8千只,且由于时间久远,标本极为脆弱,研究时要将每只标本一一取出仔细测量后再放回标本库,“这需要很大的耐心与细致的工作技巧”。
陈一菁也指出,这研究发现充分显示标本典藏的重要性,Holloway博士曾说,“他没想过年轻时从马来西亚带回的蛾类标本,40~50年后可回答这么多气候变迁影响的重要问题”,为数庞大的标本需要详实的采集记录与妥善的收藏环境,这些都是珍贵的资产,忠实记录环境变迁下生物的微妙变化,提供后进研究者重要的研究能量与助力。
尺蛾体型与高度关系的比较。(Source:Nature Communications)
陈一菁与英国约克大学研究团队曾在2009年以马来西亚婆罗洲神山蛾类分布研究,登上美国国家科学院院刊《Proceedings of the National Academy of Sciences》,发现这些热带昆虫因气候变迁往高海拔移动,为过去聚焦在温带地区的气候变迁研究领域,打开另一研究路径。回国后陈一菁与台大生态学与演化生物学研究所副教授何傅恺研究团队合作,在既有蛾类标本重启调查研究,研究再登上国际学术期刊《Nature Communications》。
从事学术研究看似漫长寂寞,但朋友间合作激荡对研究启发很有帮助。回想起为什么要做这项研究,陈一菁笑言,就是聊天过程的灵光闪现。但从规划执行到论文出版,也走过另一个10年,可说是“十年磨一剑”。
(图片来源:成功大学)