「草地貪夜蛾」已在全球100個國家引發蟲災,造成嚴重損失,是聯合國糧農組織全球預警的重大遷飛性害蟲。

 

5月上旬,四川省西昌市禮周鎮街村七組村民劉國榮在自家玉米地中發現了一隻灰色蛾子,老劉心生疑慮,這個蟲子下方有四個正方形一樣的小點,自己幾十年來從未在地里見過這樣的蟲子,老劉急忙向村上彙報。接到報告,西昌市農業農村局植保站站長陳耕立馬趕赴現場。

「是它,就是它!還是來了!」在劉國榮的玉米地里,陳耕撥開一株玉米的葉子,在玉米中心抓住一隻正在啃噬嫩葉的幼蛾,金身黑紋,有吸管大小,長約3厘米,屬於危害最為嚴重的4~5齡段的幼蟲。經陳耕確認,此蛾正是肆虐我國南方多地的植物害蟲草地貪夜蛾。

草地貪夜蛾雌雄成蟲

草地貪夜蛾,又稱秋粘蟲,已在全球100個國家引發蟲災,是聯合國糧農組織全球預警的重大遷飛性害蟲,給多個國家造成嚴重損失。

四川省農科院植保所副所長劉旭告訴《瞭望》新聞周刊記者,該蛾孵化的幼蟲喜食玉米、甘蔗、高粱、馬鈴薯等80多種植物,受害後一般減產20%~30%,嚴重時造成絕收。

該蟲自今年1月遷入我國西南、華南地區以來,極速向北擴展。目前發生區域涉及雲南、廣西、貴州、廣東、湖南、海南、福建、浙江、湖北、四川、江西、重慶、河南、安徽等14省區市的385個縣(市、區),查見發生面積138.4萬畝。

專家告誡,防控草地貪夜蛾將是一場複雜的攻堅戰,面臨「入侵性、遷飛性、雜食性」,以及外來蟲和本土蟲混雜難辨性等問題。一旦防控不當,有可能對我國糧食生產和相關農業產業構成較大威脅。

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來勢洶洶 迅速蔓延


 

雲南省開遠市羊街鄉紅土村委會村民魏顯榮最近每天都要去地里查看情況。魏顯榮說,3月初的時候在秧苗上發現了草地貪夜蛾,但當時沒有太重視,沒想到蟲災快速發展,現在已經有30多畝水稻和蔬菜發生了災害。

今年1月11日,我國雲南普洱首次發現草地貪夜蛾幼蟲。截至5月15日,雲南16個州(市)119個縣(市、區)發生蟲災,累計發生面積50.9萬畝。

雲南發生的草地貪夜蛾災害,很快傳到廣西和廣東。從3月11日河池市宜州區首次發現草地貪夜蛾後,截至5月22日,廣西全區有80個縣(市、區)發生蟲災,累計發生面積80.2萬畝。

廣東蟲災分佈同樣廣泛,粵北、粵西和珠三角地區均有發生。

廣東4月23日確認在廣州市增城區發現草地貪夜蛾入侵危害玉米。截至5月22日,廣東省草地貪夜蛾發生面積2.68萬畝,發生範圍包括20個地級市69個縣(市、區)。

5月上旬出現災情後,草地貪夜蛾在四川迅速蔓延。短短兩周內,四川已有包括成都、德陽、瀘州、宜賓等在內的9個市州31個縣接到草地貪夜蛾入侵報告,並有進一步擴大範圍的趨勢。

四川省農業農村廳植物保護站站長、二級研究員尹勇介紹,目前草地貪夜蛾在四川境內主要啃噬玉米,而四川全省範圍內均種植有玉米,且四川的玉米種植沒有明顯的季節區分,「春玉米連着夏玉米,夏玉米連着秋玉米,相當於草地貪夜蛾的口糧不會斷。」尹勇說,估計在短時間內,草地貪夜蛾的蔓延還將擴大,在6、7月份迎來高峰期。

四川省華鎣市植保專業合作社的技術人員在農田噴洒農藥

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特性突出 威脅巨大


 

廣西安陽鎮蘇利社區堆好屯是都安縣最早發現草地貪夜蛾幼蟲的地方。《瞭望》新聞周刊記者在受災的玉米地里看到,這些玉米生長矮小,接連好幾塊玉米地的玉米苗嫩葉被草地貪夜蛾吃得殘缺破碎。

「廣西目前有24個縣(市、區)發生面積超過1萬畝,田間百株蟲量一般為10~20頭,高的40~80頭,局部田塊高達100頭以上,個別高達600頭以上。」廣西壯族自治區植保總站副站長王華生介紹,玉米被害株率一般20%,高的達56%~80%。尤其對玉米心葉和幼穗的危害較重,影響後期產量形成。

草地貪夜蛾原產於美洲熱帶和亞熱帶地區,2016年1月在非洲首次發現,2年時間遍及非洲44個國家,造成了數十億美元的損失。2018年8月聯合國糧農組織發出全球預警,被列入世界十大害蟲之一。

之所以威脅巨大,源於該蟲具有四個突出特性:

第一,特別能吃。其寄主超過300種,幾乎所有植物都是它的盤中餐,而禾本科植物玉米、水稻等是它的最愛。

第二,繁衍迅速。一隻母蛾每次產卵100至200粒,一生可產卵900至1000粒。

第三,超強飛行能力。該蛾每晚可飛行100千米,整個生命周期最大飛行跨度長達1600千米。

第四,生存能力強。據悉該蟲30天左右一個世代,而且沒有滯育現象,能越冬存活。

 「此外,這種蛾與普通的蛾差別不大,非專業人士難以辨別,在作物上的幼蟲又因為具有隱秘性,很難被發現。」劉旭說。

成都華希昆蟲博物館館長趙力認為,目前草地貪夜蛾在我國蔓延迅速,一個重要原因是沒有它的天敵出現。「如果能夠在原產地找到它的天敵或者是專門讓它患病的細菌和病毒,就能儘快控制它。」

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積極防控 挑戰諸多


 

災情發生後,各地紛紛採取強化監測防控、加強性誘研究和田間調查等措施積極防控。但作為一種「國際性、遷飛性、暴發性、毀滅性」的害蟲,草地貪夜蛾入侵後很難被根除。

廣東農藥管理專家組組長徐漢虹說,草地貪夜蛾目前是在熱帶和亞熱帶生活的蟲,其在平均溫度11℃左右就能越冬,這意味着其可以在北緯33度以南的大部分區域過冬,很可能變成常發性的害蟲。「這意味着對草地貪夜蛾的防控將面臨多種特性混雜、多變數的攻堅戰。」

首先,草地貪夜蛾不僅是入侵性的害蟲,而且其還具有遷飛性的特點;其次,以後防控還可能面臨外地遷入和本地繁衍兩重草地貪夜蛾混雜難辨的問題;第三,目前已知草地貪夜蛾有玉米型和水稻型,入侵我國的是玉米型,但這種害蟲是雜食性的,不排除到我國後變異為其他類型。

「從用藥有效性上講,每個類型的害蟲都有其不同的用藥靶向片段,這麼多特性混雜和變數,給性誘劑和農藥的使用帶來巨大挑戰。」徐漢虹說。

此外,當前還面臨農民認知不足和防治積極性不高、防控手段存在滯後性等缺陷、跨境傳播難阻斷等難題。

專家建議,一是各地應繼續加強監測監控,盡量做到早發現、早報告、早預警、早處理。同時加大對基層農技人員和農民的培訓,提高群防群治能力。

二是儘快設立專項研究。拿出專項基金,從應急防控、藥劑篩選、防控技術等領域入手,對草地貪夜蛾的生活習性、藥劑抗性、繁衍環境等進行深入研究,提高防控的針對性和有效性。

三是加強國際省際合作,儘可能阻斷跨境傳播。借鑒我國和越南在稻飛虱防治上的經驗做法,充分利用已有的我國與東盟國家的入侵生物防控合作等跨境平台,從源頭上進行防控。


拓展閱讀 1

新物種入侵14省區,專家預測潛在危害區域達2億畝、重點危害5000萬畝

草地貪夜蛾已蔓延至14個省區,已查實發生面積191萬畝。

 

本文轉載自微信公眾號「中國新聞周刊」(ID:chinanewsweekly),原文首發於2019年6月3日總第901期《中國新聞周刊》 。

最近,每到傍晚,雲南省芒市風平鎮芒波村村民方玉喊就背着葯械,來到地里,給玉米噴洒農藥。相比往年,今年她噴葯格外小心,不時把農藥直接滴到玉米芯中,以期達到更好的殺蟲效果。

方玉喊試圖殺死的害蟲叫草地貪夜蛾。今年1月,它首次被發現入侵中國雲南,後相繼在西南、華南地區出現,同時快速向北遷飛擴散。

《中國新聞周刊》從農業農村部了解到,截至5月24日,草地貪夜蛾已蔓延至雲南、廣西、貴州、廣東、湖南、海南、福建、浙江、湖北、四川、江西、重慶、河南、安徽等14個省(區)、528個縣(市、區),已查實發生面積191萬畝。

草地貪夜蛾繁殖力強、取食作物種類多、遷飛速度快、擴散距離遠、防控難度大,嚴重威脅玉米生產安全。5月24日,農業農村部召開全國草地貪夜蛾防控工作視頻會議,安排部署防控工作。會議強調,做好草地貪夜蛾防控工作,堅決遏制其暴發成災,事關實現全年糧食生產目標,事關穩定經濟社會大局。

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來勢洶,危害大


草地貪夜蛾俗稱秋黏蟲,是一種原產於美洲熱帶和亞熱帶地區的遷飛雜食性害蟲,2017年被列入世界十大植物害蟲「黑名單」。

這種害蟲於2016年傳入非洲,並迅速在撒哈拉以南44個國家蔓延,導致非洲及亞洲部分區域玉米、甘蔗等作物減產20%至30%,重者毀種絕收。2018年7月,草地貪夜蛾開始陸續傳入也門、印度、斯里蘭卡、孟加拉國、緬甸、泰國、老撾、越南、中國等亞洲國家。2018年8月,聯合國糧農組織就草地貪夜蛾發出全球預警。

雲南省普洱市江城縣植保植檢站站長楊學禮,是我國最早在田間發現草地貪夜蛾的農技人員之一。他告訴《中國新聞周刊》,去年12月26日,他在田間進行例行越冬檢查時發現此蟲,但當時並不認識,以為只是螟蟲。今年1月3日,收到全國農技中心印發《關於做好草地貪夜蛾侵入危害防範工作的通知》,在查看相關資料後,懷疑是草地貪夜蛾入侵。1月11日,全國農技中心接到報告後,專門派專家到江城縣鑒定,最終確認是草地貪夜蛾。這也是這一害蟲在中國首次被發現。

《中國新聞周刊》從全國農技中心病蟲害測報處了解到,除危害玉米外,目前全國發現數萬畝面積甘蔗也受到影響。該負責人表示,草地貪夜蛾分為玉米品系和水稻品系,此次入侵我國的草地貪夜蛾屬玉米品系危害玉米、甘蔗、高粱,暫未發現危害水稻的情況。

中國農科院植物保護研究所研究員王振營,是國內第一位關注到草地貪夜蛾的玉米害蟲專家。他在接受《中國新聞周刊》採訪時表示,草地貪夜蛾有很強的遷飛能力,遷飛距離遠、速度快,在氣流的幫助下,可以乘風遠距離飛翔。

2018年8月草地貪夜蛾到達印度,11月就飛到了孟加拉國,12月繼續向東,到達泰國、緬甸。今年1月,草地貪夜蛾從緬甸侵入雲南普洱,隨後在德宏和保山也發現了它們的蹤跡。

除遷飛能力強外,草地貪夜蛾繁殖力也很強,一隻母蛾每次可產卵100~200粒,一生可產卵900~1000粒,相當於普通菜蛾的10倍,且每個卵只要2~3周的時間就可長大繁殖。同時,由於是外來入侵物種,在我國缺乏天敵,這也為草地貪夜蛾繁殖提供了條件。

王振營告訴《中國新聞周刊》,雲南以往發生過多次外來物種入侵事件,但由於草地貪夜蛾遷飛能力強、繁殖力強、缺乏天敵,致使防控上難度較大、來勢兇猛;同時,草地貪夜蛾危害農作物玉米,關係到國家糧食安全,因此此次蟲災受到高度重視。

據全國農作物病蟲測報網監測,目前草地貪夜蛾侵入的前沿陣地已到淮河流域的河南和安徽南部,主要以3、4齡幼蟲為主。以當前的氣溫,兩周以後將進入成蟲羽化高峰,6至7月,將有大量成蟲陸續遷飛入侵黃淮海、華北地區,乃至東北和西北地區,防控形勢十分艱巨。

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可防可控


王振營告訴《中國新聞周刊》,由於草地貪夜蛾是新入侵害蟲,國內尚無登記農藥可用。據悉,目前中國農科院吳孔明院士帶領的團隊已經完成了21種常用化學農藥對草地貪夜蛾的防治效果評價,篩選出了一批對草地貪夜蛾高效、低毒的化學農藥用於應急防治。同時在殺蟲燈誘殺技術、性誘劑監測與誘殺技術、生物農藥選用等方面也開展了相應研究工作。

王振營表示,農藥防控是目前最有效的方法。在使用農藥方面,可參考聯合國糧農組織防控草地貪夜蛾指導手冊及國外登記防控農藥,早期施用多殺菌素和Bt等生物農藥,發生嚴重的地塊施用甲維鹽、氯蟲苯甲酰胺等藥劑進行防治。

今年3月,農業農村部發佈《2019年草地貪夜蛾防控技術方案(試行)》指出,應抓住低齡幼蟲的防控最佳時期,施藥時間最好選擇在清晨或者傍晚,注意噴洒在玉米芯葉、雄穗和雌穗等部位。 

王振營提醒,草地貪夜蛾具有很強的抗藥性,在用藥的時候,要注意輪換和交替使用不同作用方式的殺蟲劑,根據田間種群監測及經濟為害水平來決定是否需要防治,避免頻繁用藥;還要根據農藥使用說明書推薦的濃度和劑量進行適量噴施,以延緩草地貪夜蛾抗藥性的產生。

楊學禮告訴《中國新聞周刊》,他會推薦農戶下午4點半後施藥,並嚴格按照農藥標籤用藥量及注意事項進行施藥,不可隨意加大用藥量、隨意混配用藥,以防藥害及藥效降低的現象發生,嚴重時造成環境污染。

針對國內目前尚無草地貪夜蛾登記農藥的情況,王振營向《中國新聞周刊》透露,由於抗蟲形勢嚴峻,目前相關部門正在加速對草地貪夜蛾適用農藥的登記審批。

在監測預警方面,全國農技中心病蟲害測報處姜玉英告訴《中國新聞周刊》,目前主要使用燈誘、性誘方式進行監測,在雲南、廣西等西南省(區)設立重點監測點,結合高空測報燈和黑光燈監測成蟲遷飛數量和動態。在華南、江南、長江中下游、黃淮海、東北地區開展燈誘、性誘監測成蟲發生情況。

雲南省普洱市植保植檢站站長劉永昌告訴《中國新聞周刊》,由於草地貪夜蛾是外來物種,很多農戶一開始會「病急亂投醫」,噴洒農藥效果不好。地方上對農戶組織了培訓,普及防治方法。為防止噴洒不到位,當地還組織農戶在一定的時間內,拉網式統一噴洒農藥,力爭避免出現噴洒「死角」。

王振營向《中國新聞周刊》表示,在中國,草地貪夜蛾潛在危害面積很大。他提到,5月24日的視頻會議中指出,草地貪夜蛾預測發生區域將達到2億畝以上,重點發生危害區域將超過5000萬畝。

不過,由於我國發現早,且一直進行了較為成體系的防控措施,目前來看草地貪夜蛾蟲災可防可控。

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一場持久戰


中國農業科學院植物保護所博士研究生趙勝園已在雲南進行了四個多月的監測、研究工作。目前,在當地完成了21種常用農藥的防治效果評價,確認了氯蟲苯甲酰胺、甲維鹽等農藥的田間防治效果。趙勝園告訴《中國新聞周刊》,按照科學方法進行防治的地塊,幼蟲已經得到有效控制,玉米長勢良好。

但趙勝園也表示,當前對於成蟲的控制,難度較大。由於成蟲可以飛、活動能力強,用化學手段防治可行度低。趙勝園說,目前對成蟲的控制主要採取燈誘、性誘的方式,讓成蟲自投羅網,但這兩項技術目前仍不是很成熟。

同樣在抗蟲一線的楊學禮則感受到,抗擊草地貪夜蛾是一場持久戰。他告訴《中國新聞周刊》,一方面幼蟲隨時可能孵化出來,另一方面成蟲隨時飛來,這都使得防控難度較大。

楊學禮說,目前藥效能持續多久,尚不清楚。藥效一旦過去,如果施藥不及時,很可能就會再次造成危害。同時,雲南一年四季都可以種植玉米。這也為草地貪夜蛾提供了全年的生存、繁殖空間。

此外,打持久戰也意味着一直需要施用農藥。雲南省普洱市江城縣一位不願透露姓名的農技人員向《中國新聞周刊》表達了擔心,不斷施藥,農戶生產成本、人力成本會增加,也與當前減少農藥的要求相悖。


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白明:外來入侵物種來到舌尖上的中國遭遇了什麼?

外來入侵物種Procambarus clarkii在歐洲橫行霸道讓人頭痛,來到舌尖上的中國,化身為麻辣小龍蝦,卻深受國人的喜愛,甚至已經需要養殖才能滿足市場需求。但其他外來入侵物種也能搬上餐桌嗎?

本文轉載自微信公眾號「CC講壇」(ID:ccjt2014),原文首發於2018年12月11日 ,不代表瞭望智庫觀點。

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分類學與一種叫「找不同」的遊戲相通


物以類聚、人以群分,分類其實是我們每天在工作和生活中,都在做的一件事情。不管是大家辨別親朋好友的樣貌、體貌特徵,還是你在淘寶上、京東上去買東西,去比較一些商品之間的差異,其實都要用到分類學的原則。但是分類為什麼成為一門學科呢?其實它是作為一種,最熟悉的陌生人,分類學的一部分內涵,可以與一種叫「找不同」的遊戲相通。因為我們人類認識和感知世界,需要不斷地去判別,事物之間的差異,所以說分類學是伴隨我們人類起源和發展的,貫穿整個的過程。

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分類學的七個層次:界、門、綱、目、科、屬、種


作為一門古老而嚴謹的科學門類,分類學,當然不是簡單的「找不同」遊戲。而是有一個非常龐大,而且複雜的科學體系。地球上所有的生物,我們都可以用界、門、綱、目、科、屬、種,七個層次,來給它進行歸類。

其實我們人本身,也是一種動物,在科學上也有一個專有的拉丁學名。我們每個人也有名字,每個生物其實也有名字,它都有根據國際命名法規委員會的規定。它的學名包括屬名和種名兩部分,其實跟我們的名字是異曲同工的,稱為雙名法。為什麼制定這樣的規則呢?每一個物種都有一個唯一的拉丁化的學名,這是為我們科學上交流方便,否則的話就會有大量的異物同名,或者同物異名的現象發生。

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外來入侵物種的恥辱:小龍蝦


說到這個外來入侵種,就不得不提,我們國人都喜歡吃的這種麻辣小龍蝦了。小龍蝦它有唯一的學名,但它有很多中文的名稱,比如說:克氏原螯蝦、紅螯蝦、淡水小龍蝦。其實小龍蝦原本是入侵種,它是從美洲入侵到中國的,但是為什麼小龍蝦在歐洲,造成那麼大的危害,在中國沒有造成危害呢?那是因為,它到了我們舌尖上的中國。因為我們把它開發成一種食物,只能說我們中國人非常的有智慧。

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新疆白星花金龜的外來入侵路徑


但是不是所有的入侵種,都能夠被開發為食物,能得到控制的。比如說有這麼一種常見的甲蟲,它叫白星花金龜,它其實在北方或者東部地區比較常見的。包括在俄羅斯、蒙古、日本、朝鮮,都分佈的一種常見的甲蟲。可能很多朋友在榆樹上,或者玉米上都見過。

在2000年之前,它在新疆是沒有發現的,但在2005年的時候,它在新疆兵團大爆發,造成很多果園的絕收。大家知道葡萄之類的水果是新疆兵團,乃至整個新疆自治區,都是重要的經濟作物。所以當時兵團方面非常的着急,他們拿着標本找到我說:「白老師,你幫我們鑒定鑒定吧!」因為根據歷史上的經驗,很多新疆的害蟲,都是從俄羅斯入侵的,這也是由於它的區位特徵造成的。但是根據我的鑒定,我發現它不是俄羅斯來的,而是我們內地常見的一種叫白星花金龜的昆蟲。

後來又結合分子生態學,幾何形態學,還有一個事實就是新疆兵團從內地調運有機肥,這樣一件事情,最終確定了新疆白星花金龜,是從內地入侵到新疆的。根據這個鑒定結果,我們找到針對這個種的綠僵菌,可以防治它的幼蟲的發生,控制它的蟲口密度。另外還有一些其它的措施,現在這個害蟲已經得到了控制。

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紅脂大小蠹和吉丁蟲,如何找到它們的天敵


當然了,外來入侵種不是簡單的常常發生在省市之間的,入侵或者擴散,更多是國與國之間的這種擴散。

比如說上世紀在山西首次發現了一種小蠹,叫紅脂大小蠹,它原產是美洲,它現在位列國家林業局六大病蟲害工程之一。迄今為止,這個害蟲已經造成700多萬株松樹的死亡。所以這個種最初的鑒定,它的中文名稱的確定,還有最初的調查,都是我們研究組的老先生做的。只有我們準確地鑒定了這個物種,通過文獻可以知道它是從哪來的,它原產是哪,這樣我們可以到原產地,去找它有可能有什麼樣的天敵昆蟲。天敵昆蟲很多都是這種寄生蜂,很小很小,紅脂大小蠹已經很小了,比它還小。寄生蜂可能只有小於一毫米,小於一毫米的這種小昆蟲,也是五臟俱全。它有很強大的作用就是可以控制,因為它是專性寄生的,可以控制這個害蟲的發生。

當然也不光是國外的都來入侵我們中國,我們中國的蟲子,其實也在入侵其它的國家。比如說有一種吉丁蟲,它入侵到了美國,美國農業部的人發愁防治,然後找到我們。我們也是去雲南那邊,幫他們評估一些可能的天敵昆蟲。

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有益的外來昆蟲:蜣螂


當然也不是說所有入侵的昆蟲,或者是遷移的昆蟲都是有害的,有一種昆蟲叫蜣螂,它就是有益的。我的博士論文,就是研究蜣螂分類的。大家可能不知道,中國其實有360多種蜣螂,全世界有6000多種蜣螂。蜣螂的中文俗稱一般就叫屎殼郎,它主要是取食哺乳動物的糞便。

可能有的人會說,為什麼研究這個吃屎的蟲子呀,有什麼用呢?大家知道原本在澳大利亞是沒有牛羊的,是我們人把它引種到澳大利亞的。當時人只引種了牛羊,但牛羊產生的糞便非常的多,澳洲本地的蜣螂,其實是不取食牛羊的糞便,為什麼呢?這也是種間的協同進化的關係,當時澳洲本土的蜣螂,祖上沒有見過這種牛羊,它不吃啊,它躲着走,所以這怎麼辦呢,五六十年代對澳洲的草場,造成非常嚴重的退化問題。所以澳大利亞的科工委,他們就想辦法,不但要引種牛羊,還要引種吃牛羊糞便的這種蜣螂,所以他們從世界各地,引種了很多的蜣螂,有些種類也是中國的種類。當時做這件事情的詹姆斯,他後來因為這件事非常的成功,所以也成了澳洲的院士。然後也帶動了很多產業,現在也有很多蜣螂的繁育的公司,公司繁殖很多活體的蜣螂,然後把它賣給農場主,這在中國是不可想像的。

蜣螂因為當時引種只是個別的種群,其實現在是近親的繁殖。經過40年,這裡的蜣螂出現了種質退化問題,詹姆斯覺得,我們應該再啟動一個二次引種的一個項目,因為我是做蜣螂研究的,他希望中國能夠幫忙,我們倆在澳洲、在美國、包括在中國,他多次來過中國,我們都見面討論過這個事情。根據他的測算,這個計劃至少需要2000萬澳元,一部分錢是來自澳大利亞政府,還有很大的一部分錢,來自於澳洲農場主聯盟。其實就是說澳大利亞的農民,他們用腳來投票,他們知道如果蜣螂出現問題了,他們祖上遭受的那些難題,還會再次重現。所以他們願意自己捐出幾百澳元、幾千澳元,拿出自己的錢來資助這樣的研究。

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分類學是我們認識世界的工具


我們大家都知道,生物多樣性,是我們維持人類賴於生活在地球上的,一個先決的條件,沒有生物多樣性,我們就無法生存下去。生物多樣性都在講,但是生物多樣性,並不是簡單地數一數有多少種,更重要的是生物多樣性,包括三個層面的內容:一個就是遺傳多樣性;還有是物種多樣性,就是我們說的種級;還有就是生態系統多樣性。但無論是哪個層面的多樣性,我們都需要知道它是什麼種,需要做出正確的鑒定,這個過程其實就是一個分類的過程,所以分類學是我們認識世界的一個工具。

為了讓更多物種不要在被發現之前就滅絕,我們要加快腳步發現新物種。

地球上估計有1000萬種生物,當然也有人經過他們的研究,經過對雨林的一些研究,認為有3000萬種,也有人說有5000萬種。但不管怎麼說,我們現在經過200年的研究,我們只發現了一百多萬種,登記在冊了一百多萬種生物。還有非常大量的,有待發現的生物,因為氣候變暖,人類活動干擾,環境變化,很多生物有可能我們還沒有發現,它就已經滅絕了。所以我們必須要想辦法,改變這個現狀,儘可能快地、高效地、準確地,發現一些新物種。

所以我們分類學界,首先想到的就是,儘可能去採集標本,去那些人跡罕至的地方,用多種方法,採集不同的極端環境的,不同生態位的昆蟲或者生物。但是有一個問題:我們獲取這些標本的速度,遠遠快於我們研究的速度。比如我們研究所還有很多標本,是一百多年前,或者是幾十年前的標本採到了,現在還沒有時間,沒有精力,去做研究,所以我們必須要想辦法,加快我們研究的速度。

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用新技術發現昆蟲綱的新目


研究標本是很重要的研究的載體,那麼標本的數字化和在線分享,就非常重要了。以前,我們必須把標本快遞到一個地方,然後他來研究這個東西。現在呢,可能我們通過影像,互聯網+的這種方式,可以把它分享過去。現在常用的就是二維的照片,比如我們用很好的相機,很好的掃描電鏡,可以提供亞微米的形態的細節,能夠幫助我們做更進一步的分類。

但是我們現實的世界是三維的世界,不是二維的,所以後來有很多的三維的數據的獲取和分析的方法,被不斷地發明出來。比如說針對很小的厘米量級的,它有顯微CT、還有三維重建技術、還有激光共聚焦方法。

我曾經利用這些成熟的三維技術,從緬甸琥珀中發現了一個昆蟲綱的新目。緬甸琥珀的形成是一億年前,恐龍時代白堊紀時期。剛才我講界、門、綱、目、科、屬、種,目級其實是比較高級的階元了,我們日常發現新種和新屬,相對容易點,發現一個新目還是非常非常難的,可以說是幾十年一遇吧。我也很幸運,今年又發現了奇翅目的,第二個種,並且發現了它特殊的交配行為,這些都是用已知的技術完成的。

但是這些三維技術,還是有一些不完善的地方,最大的問題就是速度太慢。因為我們需要高效率,它速度太慢了,CT掃描一套數據要幾個小時,甚至要幾天的時間。所以我們就想辦法,最後我們主導研發了,一個叫做結構光照明顯微鏡的一個技術。這個新的儀器,能夠快速地獲得高分辨率的三維數據這個蟲子只有一厘米左右,然後我們這個新的儀器,能夠獲得的這個圖像,是三米多高的,仍然能夠保持非常高的清晰度,而且我們還可以實現,自動地拼接和自動的重建。二代的已經實現了彩色的、原色的圖像,希望這個新儀器,能夠為分類學的現代化解決一些問題。

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用多特徵整合的算法玩轉「找不同」


我們分類其實主要的還是用肉眼來看這個東西,像我們找不同遊戲一樣,就是看這個和那個有什麼差異。我們現在需要的是定量的,我們要用數學的語言來刻畫,圓有多圓、方有多方、橢圓有多橢圓,用數學的語言,定量地描述這個東西,這樣就有一種方法叫幾何形態學就應運而生了。但是幾何形態學,我們做的過程中,後來也發現它有一些問題,它只能是單特徵比較,比如說頭和頭,所有的標本只能比較頭,但如果我們有很多特徵的時候,怎麼辦呢?所以我們後來,又研發了一個新的軟件,叫多特徵整合的算法,現在這個軟件也已經提供了,在線服務。雖然幾何形態學已經飛速發展,但是它還是太慢了,因為它有很多步驟,需要我們人工手動地去操作一些東西,效率不高。

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用深度學習技術建立世界甲蟲分科的體系「甲天下」


比較幸運的是 2006年,一個新的技術叫深度學習技術,它橫空出世了。所以我也是比較快的就把它引入到生物分類的領域。光我們甲蟲這一個目,它就有40萬種。全世界有40萬種甲蟲,而且它很多時候非常難採集獲得,根據這個辦法,我們研究組研發了一個,我們命名為「甲天下」的世界甲蟲分科的一個體系,一個系統。現在這個「甲天下」系統已經可以做到對世界所有已知的科,進行分類,自動鑒定。

但是剛才講的,甲蟲的種類太多,其他的分類階元,比如亞科級、族級、屬級、種級,還在研發之中。既然這個問題出現的數據量小,那我們就要到世界各地的博物館,去拍這些照片,與國內外同行合作。另外我在這裡呼籲公眾能夠參與我們這個平台,能夠貢獻數據。讓我們一起去發現新物種吧!我們把新的物種能夠給它登記在冊,因為在分類學有一個做法:如果是你發現的這個標本,發現了新的物種,我們可以以你的名字來命名。所以說只有全民的參與,才有可能實現,「甲天下」數據的裂變性增長。
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香港「甲天下」的應用


種類太多了,世界種級的這種甲蟲的分種系統,「甲天下」是太難做到了,短期之內是做不到的。所以我們就想,我們需要找一個地區,它種類不是那麼多,然後又有可能做到,比較好的一個地區的就是香港。因為從2011年開始,我每年都受香港漁農自然護理署的邀請,到香港進行甲蟲多樣性的研究和調查。

目前已經獲得大量香港的標本,為什麼他們邀請我去呢?很重要的原因就是,香港是自由港,貨物有通關的便利,所以就造成香港成為外來入侵種,進入大陸的一個跳板,所以我們一定要對香港進行比較系統的深入的研究。因為香港大概有1200種甲蟲,目前我們已經設計了幾個模塊了,除了這個自動鑒定之外,很重要的模塊就是預警的功能。

就是說不管是香港的公務員,還是我們大眾、老百姓,我們看到一個甲蟲是在香港拍的,拍了之後提交到系統,如果系統給出你名稱,沒什麼問題,如果系統給你一個很低的鑒定率,很難知道它是什麼,可能有三種情況:一個就是它有可能是入侵種,或者還有可能是新紀錄,還有可能就是新種。因為大家拍的照片都有位置信息,所以我們也會精確地知道,你這個標本是從哪裡採的,也為我們後續完善「香港甲天下」做補充。

有了新技術的支持,分類學將更好地帶領大家認識世界、認識自然。

我們人類認識世界的進程是永無止境的,分類學的發展也是永無止境的。我相信,通過未來各類顛覆性的,硬件和軟件的出現和迭代,分類學將不再是陽春白雪,而是大家看得見、摸得着的、認識世界、認識自然的,一個簡單易用的工具和數據庫。從而更好地保護我們的地球,實現可持續的發展。

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