从半米长的飞蛾到比沙粒还小的仙女蜂，昆虫的形态和大小千奇百怪，构成了地球上物种多样性最丰富的动物类群。但6月29日发表于美国《国家科学院院刊》上的一项研究显示，迄今发现的昆虫物种可能仅占全球昆虫总数的一小部分。一支昆虫学家团队借鉴其他领域的统计方法，估算地球上可能多达2000万种昆虫，这一数字是此前估计的3倍多。
研究人员估计，地球上大约有2000万种昆虫，其中仅有100万种已被描述。图片来源：JOSE FERNANDEZ-TRIANA
“尽管这是一个惊人的数字，但他们的方法为人们提供了全球昆虫多样性的下限。”美国加州科学院昆虫学策展人Brian Fisher表示，“对我来说，究竟有多少并不是重点。最重要的是，他们证明了我们目前认为的数字是严重低估的。”
科学家长期以来一直就昆虫物种的确切数量争论不休，此前普遍认为约为600万种。在过去的3个世纪里，昆虫学家已描述了约100万种昆虫，但要发现并描述所有物种，是一项艰巨甚至不可能完成的任务。“这根本不可能实现。”论文作者之一、美国康涅狄格大学昆虫学家Robert Colwell表示，“现有的分类学家数量不足以完成对所有物种的描述工作。”
为更准确估算昆虫多样性，Colwell和同事研究了哥斯达黎加瓜纳卡斯特国家公园多年的昆虫调查数据，并应用了借鉴自流行病学领域的统计方法。它们首先重点考察了一种名为小腹茧蜂亚科（Microgastrinae）的寄生蜂亚科，该亚科因将卵产在活体毛虫体内而臭名昭著。关于这类寄生蜂的研究非常深入，科学家已描述了约3000种腹茧蜂亚科寄生蜂，其中许多分布于哥斯达黎加。因此，研究团队决定检验公园内的昆虫调查在多大程度上准确反映了当地寄生蜂的多样性。
在过去几年中，科学家对公园内的飞虫进行了调查—— 在一个陷阱中鉴定出388种小腹茧蜂亚科物种，在另一个陷阱中鉴定出578种。此外，当科学家单独研究公园内被寄生的毛虫时，还鉴定出889种胡蜂物种。
然而，当Colwell和同事分析这些数据集时，他们惊讶地发现，通过陷阱捕获的物种与通过检查毛虫发现的物种之间几乎没有重叠。这种不一致表明，这两种方法都只记录了该公园内小腹茧蜂亚科物种的一小部分。为估算总数，研究人员采用了一种由流行病学家开发的方法，即基于对患病个体的不完全统计来估算受疾病影响的种群规模——小腹茧蜂亚科物种数量就像疫情中患者的真实数量一样。该方法表明，该公园内竟然栖息着多达2394种小腹茧蜂亚科物种。
如果这一结论成立，那么在公园核心区域进行的调查发现的小腹茧蜂科昆虫仅占该公园内其总数的约1/6。将这一比例套用到瓜纳卡斯特国家公园已知的全部53945种昆虫上，可推算出该公园实际共栖息着332846种昆虫，其中大部分尚未被观察到。
随后，研究人员利用另一个高度多样化的生物群体——树木，将这一数字推及全球范围。瓜纳卡斯特公园有1200~1500种树木，而地球上大约有73000种，这意味着该公园包含了全球树木多样性的1.6%到2.1%。如果昆虫的多样性也遵循相同的比例，那么地球上大约有1330万~2470万种昆虫，一个稳妥的中间值是2030万种。
“我们是从一个小数值推算出这个庞大数字的。”论文作者、美国康奈尔大学的昆虫学家Melissa Guzman说，“但我们采用了非常强大且严谨的统计方法得出这一估值。这挑战了我们许多先入为主的假设。”Guzman表示，对昆虫物种总数进行估算对保护工作可能具有极其重要的价值，因为如果科学家不知道有哪些昆虫物种存在，就无法监测昆虫数量的减少。
论文作者表示，他们的估算数字较为保守，这意味着可能还有数百万种尚未被发现的昆虫物种。专家表示，即便仅以目前的估值来看，这一新数据对理解地球生物多样性的规模和丰度也具有深远影响。
智利天主教大学的昆虫学家Darko Cotoras认为，这项研究清楚地表明，当前有多少生物多样性正面临威胁。他指出，有超过40%的已知昆虫物种面临灭绝威胁，许多科学家担心，昆虫物种消失的速度比它们被人发现的速度还要快。“一座图书馆正在焚毁。”他说，“而我们甚至还没来得及阅读其中的书籍。”
相关论文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2524283123
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