如果所有昆虫都消失了,自然界将发生什么

Insects collect nectar from a sunflower on a field near Schneisingen, Switzerland July 4, 2018. REUTERS/Arnd Wiegmann - RC1AE9E89C50
We need them, they don't need us.Image: REUTERS/Arnd Wiegmann
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昆虫的数量非常庞大。由于80%的昆虫尚未被分类学家描述,很难准确估计其确切数量,但估计存在 大约550万个物种。若再加上其他具有外骨骼和分节肢的动物(统称节肢动物,包括螨虫、蜘蛛和潮虫),物种总数大约为700万种。

尽管节肢动物在动物界中无处不在,近期一份报告警告称存在“虫灾末日”,因为调查显示,各地的昆虫数量都在以惊人的速度减少。这可能意味着在未来几十年内,全球40%的昆虫物种将会灭绝。

尤其令人担忧的是,我们并不确切知道种群数量下降的原因。农业集约化和农药很可能是问题的重要原因,但情况肯定比这更为复杂,栖息地丧失和气候变化也可能起到一定作用。

Image: Statista

尽管一些报纸报道称昆虫可能“在一个世纪内消失”,但昆虫完全灭绝的可能性不大——即便部分物种灭绝,其他物种也很可能会迁入并取代其位置。然而,这种多样性的丧失仍可能带来其自身的灾难性后果。昆虫在生态上具有重要作用,若其消失,对农业和野生动物的影响将是严重的。

庞大的昆虫王国

物种的数量之多难以言表。事实上,上文提到的700万这一估计数字很可能严重低估了实际数量。许多外形相似的昆虫——即所谓的“隐存种”——只能通过DNA加以区分。平均而言,每一种易于识别的昆虫背后就有六个隐存种,因此若以此推算原始数字,节肢动物的潜在总数将激增至4100万。

即便如此,每个物种还携带多种寄生虫,而这些寄生虫大多只专一寄生于某一宿主物种。其中许多寄生虫是螨虫,而螨虫本身也是节肢动物。若保守地假设每个宿主物种仅携带一种寄生螨,节肢动物的潜在总数便达到8200万。与此相比,脊椎动物——即具有脊柱的动物——仅约60万种;也就是说,每一种脊椎动物对应137种节肢动物。

如此庞大的数字促使由物理学家转为生物学家的 罗伯特·梅爵士(Sir Robert May)指出,“在很大程度上,所有[动物]物种都是昆虫。”梅擅长估算庞大的数字——他曾担任英国政府首席科学顾问——而他在1986年提出的这一戏言,如今看来相当接近事实。

不过,这仅涉及物种多样性。在大规模灭绝中,将有多少只昆虫个体消失?它们的总重量又有多少?它们的生态重要性很可能取决于这两个指标。事实证明,昆虫数量极为庞大,尽管个体体形微小,但其总重量远超脊椎动物。

作为其时代最受推崇的生态学家之一,哈佛大学的蚂蚁研究者E.O.威尔逊(E.O. Wilson)估计,亚马逊雨林的每公顷(约2.5英亩)土地仅栖息着几十种鸟类和哺乳动物,但无脊椎动物的数量却远超十亿只,其中几乎全部为节肢动物。

每公顷土地中动物组织的干重约为200千克,其中93%由无脊椎动物的躯体构成,而其中三分之一仅为蚂蚁和白蚁。这一结论对我们以脊椎动物为中心的自然观而言,并不令人舒服。

蠕动的生命基石

在自然界的宏大体系中,这些微小生物的角色便是被吞食与吞食他者。昆虫是几乎所有陆地食物网的关键组成部分。占大多数的食草昆虫以植物为食,利用植物从阳光中获取的化学能来合成动物的组织和器官。这一任务十分繁重,并被分解为众多不同的职能。

毛虫和蝗虫啃食植物叶片,蚜虫和叶蝉吸食其汁液,蜜蜂采集其花粉、吮吸其花蜜,而甲虫和苍蝇则取食其果实并破坏其根系。即便是巨型树木的木材,也会被蛀木昆虫的幼虫啃食。

反过来,这些食植昆虫本身也会被捕食、杀死或被更多昆虫寄生。所有这些生物,又会被体形更大的动物所消耗。即便植物死亡并被真菌和细菌分解成糊状,仍有专以此为食的昆虫存在。

沿食物链向上,每种动物的食性选择越来越不挑剔。典型的食草昆虫可能只取食一种植物,而食虫动物(主要是节肢动物,但也包括许多鸟类和哺乳动物)则并不太在意所捕食昆虫的种类。这正是昆虫种类远多于鸟类或哺乳动物的原因。

由于只有很小一部分的某一生物的物质会转化为其捕食者的物质,因此食物链中每一个后续阶段所包含的活体物质都越来越少。尽管已知该过程的效率在食物链higher位置上更高,但处于“顶端”的动物仅占总生物量的百分之几。这就是为什么体形庞大、凶猛的动物较为罕见。

因此,显而易见,当昆虫数量减少时,食物网中位于更高层级的一切都将受到影响。这一现象已经在发生——中美洲热带森林中昆虫数量的下降,已伴随着食虫蛙类、蜥蜴和鸟类数量的同步减少。我们人类应当更加谨慎地对待与这些支撑世界运转的微小生物之间的关系。正如威尔逊所言:

事实是,我们需要无脊椎动物,而它们并不需要我们。

了解昆虫及其习性并非奢侈之举。威尔逊的朋友兼时常的合作者托马斯·艾斯纳(Thomas Eisner)曾说:

虫子并不会继承地球,它们现在就已经拥有了它。

如果我们剥夺它们的生存空间,我们还能在没有它们的情况下管理这个星球吗?

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