文|《中國(guó)科學(xué)報(bào)》實(shí)習(xí)生 趙婉婷 記者 胡珉琦
6月初,陳兆洋和劉巧巧終于結(jié)束了8年戀愛(ài)長(zhǎng)跑,領(lǐng)證結(jié)婚了。
他們的“紅娘”是蟲(chóng)子。而這蟲(chóng)子,也是他們求學(xué)路上一座高高的“山丘”。
過(guò)去整整5年,陳兆洋在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院彩萬(wàn)志/李虎課題組死磕一項(xiàng)有關(guān)“無(wú)刺蜂-獵蝽”的行為學(xué)研究,試圖對(duì)無(wú)脊椎動(dòng)物使用工具進(jìn)行深入分析。上個(gè)月,他終于有驚無(wú)險(xiǎn)地趕在博士畢業(yè)前,在美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)上發(fā)表了自己的論文。
陳兆洋說(shuō),“很慶幸可以繼續(xù)做兒時(shí)喜歡的事情。劉巧巧說(shuō)我們都很酷,長(zhǎng)大了回答自己小時(shí)候好奇的問(wèn)題?!?span style="display:none">6Bj即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
更值得慶幸的是,越過(guò)山丘,依然有人守候。
領(lǐng)證這天,捕蟲(chóng)網(wǎng)是陳兆洋和劉巧巧的拍攝道具。
1 以身做餌!獵蝽是個(gè)狠角色
使用工具,曾經(jīng)被認(rèn)為是人類(lèi)專(zhuān)利。隨著科學(xué)家發(fā)現(xiàn)黑猩猩能用樹(shù)枝釣白蟻、猴子用石頭敲擊堅(jiān)果等案例,動(dòng)物也會(huì)使用工具逐漸被人們認(rèn)可。而關(guān)于動(dòng)物使用工具行為的系統(tǒng)性研究卻少之又少。
陳兆洋的這項(xiàng)研究,就是為了搞清楚淡尾食蜂獵蝽如何使用“工具”誘捕無(wú)刺蜂。
淡尾食蜂獵蝽和無(wú)刺蜂的“老家”在西雙版納。5年前,中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園研究員汪正威發(fā)現(xiàn),它們之間的捕食與防御博弈十分有趣。
通常,無(wú)刺蜂會(huì)收集植物膠并加工成蜂膠,將膠滴布置在蜂巢入口周?chē)?,利用膠滴的黏性與刺激性氣味趕走捕食者——比如螞蟻。但這一招對(duì)獵蝽卻不起作用。獵蝽不僅沒(méi)有被蜂巢口的蜂膠熏跑,反而能在蜂巢口輕而易舉捕獲無(wú)刺蜂。
出于對(duì)獵蝽行為的好奇,汪正威托同行的中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院副教授徐環(huán)李,將該獵蝽的成蟲(chóng)和卵交給了已從事獵蝽科昆蟲(chóng)分類(lèi)與進(jìn)化研究30余年的中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授彩萬(wàn)志。彼時(shí)剛?cè)雽W(xué)的陳兆洋,開(kāi)始續(xù)寫(xiě)獵蝽和無(wú)刺蜂的故事線(xiàn)。
由于新生需要上課,同課題組的“學(xué)姐”劉巧巧會(huì)幫助陳兆洋照護(hù)獵蝽。有天她突發(fā)奇想,把蜂膠丟給了獵蝽,沒(méi)想到它們立馬將蜂膠涂到了足上。
陳兆洋向汪正威分享了這個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn)。沒(méi)多久,汪正威也在野外觀察到了這一現(xiàn)象。他注意到,在捕食無(wú)刺蜂前,獵蝽會(huì)取蜂巢周?chē)姆淠z涂在足上。
陳兆洋最初推測(cè),獵蝽是想利用蜂膠的氣味將自己模擬成蜂巢的一部分或無(wú)刺蜂,從而悄悄潛入蜂巢進(jìn)行捕食。在生物學(xué)中,這種行為被稱(chēng)為“化學(xué)擬態(tài)”。
然而,在團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的控制實(shí)驗(yàn)中,這一想法被徹底推翻了。
對(duì)照實(shí)驗(yàn)顯示,涂抹蜂膠雖然顯著提高了獵蝽捕食的成功率,但蜂膠本身并沒(méi)能保護(hù)獵蝽,反而引得無(wú)刺蜂對(duì)獵蝽涂膠的部位發(fā)動(dòng)了瘋狂的攻擊。
“獵蝽的捕食和無(wú)刺蜂的攻擊,這兩件看起來(lái)相悖的事件中存在著巧妙的聯(lián)系:當(dāng)無(wú)刺蜂對(duì)獵蝽的前足與中足發(fā)動(dòng)高頻率攻擊的時(shí)候,獵蝽的捕食效率也會(huì)隨之提高?!?span style="display:none">6Bj即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
就在陳兆洋匯報(bào)這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果后,導(dǎo)師又提出了一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:蜂巢入口也有蜂膠,為什么無(wú)刺蜂不飛到獵蝽周?chē)哪z滴上,而能精確瞄準(zhǔn)獵蝽的身體?
無(wú)刺蜂對(duì)待兩處蜂膠截然不同的態(tài)度,讓陳兆洋百思不得其解。
陳兆洋先測(cè)定了蜂膠揮發(fā)物的成分,但并沒(méi)有找到答案。
轉(zhuǎn)機(jī)源自陳兆洋做的一個(gè)夢(mèng)。
在夢(mèng)里,身為陜西人的他看著餐館的辣子罐問(wèn):“老板,你家油潑面為啥不香?”
“你攪和一下就香了。”老板回答。
陳兆洋猛地驚醒。他第一時(shí)間打開(kāi)手機(jī)記錄自己的想法:油潑辣子被攪拌后散發(fā)出香味,蜂膠也一樣,被獵蝽涂抹以后,揮發(fā)物得以釋放。
隨后,陳兆洋對(duì)蜂膠揮發(fā)物進(jìn)行了定量分析。結(jié)果證實(shí),在自然條件下,蜂膠被無(wú)刺蜂放置在蜂巢周?chē)?,隨著時(shí)間的推移,其表面開(kāi)始凝固,揮發(fā)物含量開(kāi)始下降。而獵蝽涂抹蜂膠后,由于蜂膠被攤開(kāi),與空氣的接觸面積變大,其中的化學(xué)信號(hào)就被進(jìn)一步釋放了。
想象一下,當(dāng)你精心打造的安全防線(xiàn),有一天竟被入侵者變成引誘你上鉤的致命誘餌!陳兆洋立刻聯(lián)想到武俠小說(shuō)的情節(jié)——以彼之道,還施彼身。而這一切就發(fā)生在真實(shí)的“昆蟲(chóng)江湖”里。
(從圖A到圖D))獵蝽接近蜂巢口、涂膠、吸引無(wú)刺蜂、捕食。
2 養(yǎng)蟲(chóng)子的幸運(yùn)兒
淡尾食蜂獵蝽將“外緣物體”蜂膠涂在足上,通過(guò)改變蜂膠的物理特性,調(diào)整自身與獵物之間的信息流,實(shí)現(xiàn)捕食無(wú)刺蜂的特定目標(biāo),這樣的行為符合學(xué)界對(duì)于動(dòng)物使用工具的定義。
研究團(tuán)隊(duì)介紹,這項(xiàng)研究中“無(wú)刺蜂-獵蝽”無(wú)脊椎動(dòng)物系統(tǒng)的倫理限制少,是研究適應(yīng)性進(jìn)化和工具使用行為的寶貴模型。
然而,想要順利開(kāi)展昆蟲(chóng)行為實(shí)驗(yàn),養(yǎng)活足夠多的實(shí)驗(yàn)對(duì)象是第一步。
中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授田里和教授李虎回憶,早在20年前,課題組就想深入開(kāi)展獵蝽的行為學(xué)研究,但屢次止步于繁殖種群的環(huán)節(jié)?!耙环矫媸芟抻隗w系不夠成熟,另一方面學(xué)生很難堅(jiān)持?!?span style="display:none">6Bj即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
而陳兆洋,是養(yǎng)蟲(chóng)子的幸運(yùn)兒。
時(shí)鐘撥回陳兆洋碩士報(bào)到那天,李虎給了他一個(gè)卵塊,“這個(gè)卵好好養(yǎng)一下,是個(gè)很好的獵蝽”。他的眼里瞬間有了光。
從上幼兒園開(kāi)始,陳兆洋就對(duì)養(yǎng)蟲(chóng)很有興趣。長(zhǎng)大后,每當(dāng)蟲(chóng)子在掌心停駐,他都會(huì)像小時(shí)候一樣細(xì)心觀察。
接手獵蝽后,陳兆洋通常早7點(diǎn)就到實(shí)驗(yàn)室,開(kāi)始飼喂“嗷嗷待哺”的獵蝽。實(shí)驗(yàn)室的獵蝽最多時(shí),有數(shù)千只。
陳兆洋工位旁飼養(yǎng)的獵蝽。
陳兆洋坦言,自己并沒(méi)有養(yǎng)蟲(chóng)天賦,只是個(gè)“乘風(fēng)而行”的幸運(yùn)兒?!罢泌s上學(xué)院搬進(jìn)了新樓,實(shí)驗(yàn)室能提供優(yōu)越條件,因此才有可能把一個(gè)種群維持下去?!?span style="display:none">6Bj即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
碩博連讀這5年,陳兆洋從未回家過(guò)過(guò)年。春節(jié)期間,他在實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)獵蝽,實(shí)驗(yàn)室老師們則將家里的菜肴帶到實(shí)驗(yàn)室,與留校的學(xué)生們一起吃團(tuán)圓飯。
除了建立實(shí)驗(yàn)室種群,陳兆洋還要到野外進(jìn)行活體觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。這也是還原并驗(yàn)證結(jié)論的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
這些年,他多次往返于北京和西雙版納,每次都要在獵蝽“老家”住上一段日子。在西雙版納的山頭,他搭建好實(shí)驗(yàn)設(shè)備,將獵蝽引導(dǎo)到蜂巢口,記錄獵蝽與無(wú)刺蜂的交互行為。野外的情況變幻莫測(cè),有時(shí)剛搭好設(shè)備,一陣狂風(fēng)掀翻一切;趕上暴雨,他還曾被困在山上,與蜂、蝽、跳蚤為伴。
陳兆洋在版納進(jìn)行野外觀測(cè)。
回到室內(nèi),陳兆洋需要一幀幀檢查并記錄昆蟲(chóng)的行為。每到吃飯時(shí),野外記錄的視頻與照片就是他的“電子榨菜”。
3 不問(wèn)成果,不計(jì)得失
5月13日,論文正式上線(xiàn)。20日,陳兆洋受邀與學(xué)院師生分享了這項(xiàng)成果。
“5·20”是個(gè)甜蜜的日子,這一天也是世界蜜蜂日。巧合的是,這項(xiàng)研究本就與蜜蜂有關(guān)。
分享會(huì)的最后一張PPT上,陳兆洋放上了他與“學(xué)姐”劉巧巧的合影。
若不是因?yàn)樗?,陳兆洋不?huì)與這個(gè)課題組相遇。
2018年春天,陪女朋友到北京參加研究生面試的陳兆洋,一同拜訪(fǎng)了彩萬(wàn)志教授?!叭f(wàn)萬(wàn)沒(méi)想到,彩老師第一次見(jiàn)到我,就邀請(qǐng)我旁聽(tīng)他當(dāng)晚的研究生課程,甚至讓我上臺(tái)分享了自己玩蟲(chóng)子的經(jīng)歷。”陳兆洋受寵若驚。
臨別時(shí),他小心翼翼地詢(xún)問(wèn)彩老師,自己是否也能考他的研究生。當(dāng)時(shí),彩萬(wàn)志送給陳兆洋一本書(shū),還在贈(zèng)言中留下了一句話(huà):窮小蟲(chóng)之理,建科學(xué)大業(yè)。
考研第一年,陳兆洋邊復(fù)習(xí)邊繼續(xù)做著各種“兼職”,試圖學(xué)業(yè)、事業(yè)兩手抓?!凹纫忠钡乃翢o(wú)懸念地失敗了。劉巧巧看在眼里,卻從未點(diǎn)破。
“二戰(zhàn)”這年,他狠了狠心,放下所有雜念,終于如愿“上岸”。
重回校園后,他與獵蝽和無(wú)刺蜂一路“死磕”,卻遲遲沒(méi)有論文“傍身”,時(shí)常焦慮。但幸運(yùn)的是,他所在的研究團(tuán)隊(duì)是他的后盾。
有陳卓師兄手把手教他使用拍攝器材;有王時(shí)雨、陳婷兩位師妹幫他做食性實(shí)驗(yàn);有田里老師幫他一遍遍打磨論文;有李虎和彩萬(wàn)志兩位老師幫他指出問(wèn)題,修正思考方向;還有“校外導(dǎo)師”汪正威帶他參加各種昆蟲(chóng)行為學(xué)會(huì)議,24小時(shí)在線(xiàn)為他提供“情緒價(jià)值”……
陳兆洋深深感激這個(gè)團(tuán)隊(duì)的每一位老師、同學(xué),在他寸步難行的日子里,給予他引導(dǎo)和鼓勵(lì)。
作為論文共同通訊作者的汪正威,對(duì)陳兆洋有著特別的喜愛(ài)。“他是一個(gè)難得‘耐磨’的學(xué)生。這種耐磨甚至比熱情更重要,因?yàn)榭蒲袔?lái)的滿(mǎn)足常常是滯后的?!?span style="display:none">6Bj即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
最近,陳兆洋即將博士畢業(yè),而劉巧巧也將博后出站。曾經(jīng),他在早起喂蟲(chóng)時(shí)幫她帶早餐,她在他上課時(shí)幫忙照顧獵蝽。未來(lái)的日子,兩人約定繼續(xù)開(kāi)創(chuàng)彼此的“小蟲(chóng)大業(yè)”。
這篇論文上線(xiàn)那天,陳兆洋寫(xiě)了一條長(zhǎng)長(zhǎng)的朋友圈。除了感謝課題組,他在文末寫(xiě)道:“最后還是要感謝我的劉大佬,多年來(lái)風(fēng)里雨里的陪伴與無(wú)微不至的包容照顧,鼓勵(lì)我做自己喜歡的事情,不問(wèn)成果,不計(jì)得失?!?span style="display:none">6Bj即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
不問(wèn)成果,不計(jì)得失。無(wú)論是對(duì)所愛(ài)之事,還是所愛(ài)之人……
相關(guān)論文信息:
https://doi.org/10.1073/pnas.2422597122
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