2022年中国新补充10343个物种,其中最多的是……

2023-01-02 星期一


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2022年5月22日,由中国科学院生物委员会组织汇编的“中国生物物种名录”2022年版正式发布。


《中国生物物种名录》2022版封面 

图片来源:中国科学院


与2021版对比,中国生物物种名录数据库2022年新增了10343个物种及种下单元,其中节肢动物门昆虫纲新增7498个物种,动物界脊索动物门的哺乳纲、爬行纲、两栖类共新增279个物种,蛛形纲新增119个物种;植物界新增794个物种。


除此之外,我国作为生物多样性大国,每年还有大量新物种被发现和描述,根据《生物多样性杂志》2021年新物种专题统计结果,昆虫纲新物种发表占当年动物新物种发表总数的82%


望着数量遥遥领先的昆虫纲,相信屏幕前的你会好奇,为什么昆虫会增加这么多?昆虫的数量一直比其他种类的动物多吗?


不要着急,也许从下面这张图片中我们能够找到答案。


全球已描述动物物种分布图 

图片来源:IUCN红色名录


从这张图片中,我们不难发现在全球已描述的动物物种中,昆虫物种数量不仅位列榜首,而且相当于其他已描述物种数量之和!


量大有什么了不起?


量变引起质变,种类数量惊人的昆虫绝不仅仅是为地球充数,它们对于生态系统的功能至!关!重!要!森林生态系统中存在许多生物防治资源和环境指示物种;草地和土壤生态系统中昆虫促进养分循环,维持土壤结构和肥力,帮助植物生物量增加;水生生态系统中昆虫成为了河湖健康评估的重要评判标准;农田生态系统中传粉昆虫访花授粉,提高了作物产量。


研究不同功能类群的昆虫也具有特殊的意义。如植食性昆虫通过植食作用,反作用于植物群落,并且间接影响生态系统的物质循环;传粉类群为植物繁殖提供传粉服务;捕食者通过捕食作用调节被捕食者种群密度,进行生物防治和能量传递;寄生性昆虫与寄主之间的紧密关系促进它们相伴演化的过程;食腐昆虫作为分解者,以动物粪便残骸为食,分解有机质,促进自然界物质循环,使生态系统持续稳定发展。


为什么昆虫就能开挂?


之所以昆虫能够成为种类数量上的Top1,是因为昆虫所具有的优势实在太多,堪称一手的王炸。


形态优势


大多数昆虫体积很小。因为体积小,不占地,可以充分利用其他生物无法使用的破碎化小空间。“骨骼”(戳一戳了解“甲虫的硬壳是怎么来的?”生长于身体外侧,既可以保护重要器官,还能限制体型不会太大。


生活于不同环境的物种演化出了千奇百怪适应形态,减少了生态位竞争,以昆虫的足为例,步甲:步行足;龙虱:游泳足;螳螂;捕捉足;蝼蛄:挖掘足;蜜蜂:携粉足;蝗虫:跳跃足。


【滑动查看拥有不同功能形态足的昆虫】

步甲:步行足 图片来源:pixabay

龙虱:游泳足 图片来源:wikipedia

螳螂:捕捉足 图片来源:pixabay

蝼蛄:挖掘足 图片来源:pixabay

蜜蜂:携粉足 图片来源:pixabay

蝗虫:跳跃足 图片来源:pixabay


行为优势

食性多样:据中国科学院科普平台统计,昆虫中植食性约占48.2%,捕食性28%,食腐性17.3%,寄生性占2.4%,其余为杂食。为适应不同取食发方式,昆虫口器演化出不同形态(点这里查看“不咬人的虫子是相似的”)。之所以植食性占比最多,支持度最高的解释是,昆虫大量出现的时间点,与植物种类大爆发时期相吻合。


【滑动查看食性多样的虫虫】

植食性

象甲 图片来源:pixabay

蚜虫 图片来源:pixabay

蝗虫 图片来源:pixabay

捕食性:

步甲 图片来源:wikipedia

蜻蜓 图片来源:pixabay

胡蜂 图片来源:pixabay

食腐性:

粪金龟 图片来源:pixabay

丽蝇 图片来源:pixabay

葬甲 图片来源:pixabay


昆虫食性的分化


扩散能力差异:大多物种属于主动扩散,根据扩散能力,物种分布于不同的区域。当生存环境发生变化时,较强的扩散能力提升了种群存活的概率。体型、性别和翅形都会影响昆虫飞行能力,讲到这里大家不妨给下图中四种昆虫的飞行能力排个序吧!


【滑动查看四种小飞虫】


粉蝶 图片来源:pixabay

缨甲 图片来源:Nature

金龟 图片来源:pixabay

蜻蜓 图片来源:pixabay


飞行速度由快到慢依次为:蜻蜓>粉蝶>金龟>缨甲,你答对了嘛~


交配行为:在一妻多夫制中,每个雌性与不止一个雄性交配。雄性个体通过斗争获得交配权,因此,强壮个体有更高传递其优良基因的概率。为提高基因传递效率,有些物种的雄性个体,例如螳螂,不惜赴死也要完成生育后代的使命,但并不是所有雄性螳螂都会被雌性吃掉。


还有些物种雄性物种可能会选择无视甚至损害雌性的健康,这样一来可能在雄性和雌性形态或行为之间建立进化军备竞赛,导致快速进化,从而提高物种形成的可能性。


【滑动查看为延续基因而努力的虫子】

从左到右依次是叶甲、凤蝶、蜜蜂、螳螂、碧蝽、蟌)

 图片来源:pixabay


发育优势:生活史即从出生到死亡所经历的每个阶段的生理结构差异很大,称为变态发育,使积累营养的幼虫阶段和繁殖后代的成虫阶段从时空上分隔开来,差异巨大的生理结构,意味着完全不同的生活习惯和生活习性。


如此一来,不但有效地避免了亲子竞争,让单一物种占据更多的生态位,增加生存机会。延后的胚胎发育,降低了卵的营养需求,昆虫可以产下更多数量的后代。较多的产卵量意味着增加了种群内部的竞争力,有利于基因优胜劣汰。毕竟蛹不需要进食,能帮助许多昆虫度过食物短缺或极端天气的出现。


演化优势:昆虫是这颗蓝色星球上至今为止存在时间最长的一类纲,通俗点说,是一类比恐龙出现还早的动物始祖,漫长的演化道路给予它们充足的时间,为适应不同的生活环境提供无限的可能。在高物种形成率与低灭绝率的加持下,漫漫历史演化的长河里,昆虫的物种数量只会越攒越多。


昆虫盛世还能延续多久?


遗传、生物与生物以及非生物之间关系、时间等种种条件,共同构成和促进昆虫种群的繁盛。


图片来源:Asian Scientist


但是这种繁荣会一直持续下去吗?


2019年,Biological Conservation报告称,全球40%的昆虫物种的数量正在减少,其中三分之一濒临灭绝。其中很多物种与人类既是初见,又是永别。栖息地的破碎化与全球气候变化,导致了本地动植物种群迅速减少,而这些动植物群共同构成了昆虫的家园。


科学家们预测,昆虫的减少可能会导致“自下而上的营养级联”现象,昆虫生态的瓦解通过食物链累积,最终伤害甚至消灭生态网中其他生物,包括人类。因此,在科学研究马不停蹄的同时,也需要增强人们对生物多样性的保护意识,节约资源、保护环境、减少污染物排放等,许多看似微不足道的小事,只要我们齐心协力,将会收获更美好的明天~


参考文献:

[1] Bryant T, Waring K, Sánchez Meador A, Bradford JB.  A framework for quantifying resilience to forest disturbance. Frontiers in Forests and Global Change, 2019, 2, 56.

[2] 王明强, 罗阿蓉, 周青松, 等. 昆虫多样性 30 年研究进展[J]. 生物多样性, 2022, 30(10): 22454.

[3] Balian EV, Lévêque C, Segers H, Martens K. Freshwater Animal Diversity Assessment. Developments in Hydrobiology. Springer, Dordrecht, 2008.

[4] Wei N, Kaczorowski RL, Arceo-Gómez G, O’Neill EM, Hayes RA, Ashman TL Pollinators contribute to the maintenance of flowering plant diversity. Nature, 2021, 597, 688–692.

[5] 刘莎, 吕召云, 高欢欢, 等. 昆虫飞行能力研究进展[J]. 环境昆虫学报, 2018, 40(5): 995-1002.

[6] Mayhew PJ. Why are there so many insect species? Perspectives from fossils and phylogenies[J]. Biological Reviews, 2007, 82(3): 425-454.

[7] Bokma, Folmer. "Testing for equal rates of cladogenesis in diverse taxa." Evolution 57.11 (2003): 2469-2474.

[8] Labandeira, Conrad C., and J. John Sepkoski Jr. "Insect diversity in the fossil record." Science 261.5119 (1993): 310-315.

[9] Kehoe R, Frago E, Sanders D. Cascading extinctions as a hidden driver of insect decline[J]. Ecological Entomology, 2021, 46(4): 743-756.

[10] 生物多样性, 2022, 30(8):2021年新物种专题.

https://ourworldindata.org/biodiversity-and-wildlife


作者:姬俏俏

作者单位:中国科学院东北地理与农业生态研究所

指导老师:吴东辉研究员(中国科学院东北地理与农业生态研究所)、白明研究员(中国科学院动物研究所)




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