蟲蟲危機──以明星昆蟲解析全球環境變遷
黃仁磐
近年來生物多樣性研究中一個很重要的議題是「全世界的昆蟲正在經歷一次大規模的滅絕事件」 ，客觀的事實都指向全世界昆蟲的數量明顯的下降。一群昆蟲愛好者針對德國東南方森林，持續追蹤林間的飛行性昆蟲27年， 發現其生物量至少銳減了75%。此議題的嚴重性，再度經由一篇調查波多黎各40年間的昆蟲多樣性變化的文章， 而重新獲得重視。波多黎各的該項研究的重要價值，是因為該研究者分別在1976及2012年到波多黎各相同的採樣點，用相同的採樣方法（掃網採集及黏蟲紙陷阱等等）調查昆蟲的多樣性。其中，掃網方法所採集到的昆蟲生物量（biomass）在40年間減少為1/4到1/8。至於黏蟲紙所採集到的生物量，則減少為1/30至1/60。雖然真正導致減少的原因可能很多（例如農藥、棲地破壞及全球氣候變遷），這些研究結果都指向昆蟲數量減少是一個全球化的現象。
包含昆蟲在內的節肢動物，組成了地球上主要的生物量，且其物種多樣性居所有動物類群之冠。然而與其他類型的生物比較之下（例如兩爬與哺乳動物），節肢動物的相關研究投入卻相對較少。以國際紅皮書（IUCN Red List）為例，此組織目前為止一共評估8千多種昆蟲的生存狀態及滅絕危險程度，但這8千種僅佔目前估計昆蟲物種總數的0.8%。相較之下，將近所有的已知鳥類及哺乳類的生存狀態及滅絕危機皆已被一一做出評估。跟脊椎動物相比，即使是明星物種的昆蟲保育研究仍遠遠落後。主要原因其實也不難推測：脊椎動物的保育研究例如大貓熊、金剛鸚鵡、雨林青蛙、獅子、老虎等等，比較引人注目，因而經常可以吸引大批的研究經費。相對的，除了農業病蟲害防治之外，昆蟲相關研究能夠吸引到的經費明顯較少。事實上傳統的保育生物學者經常假設：只要保育保護傘物種（明星物種）的生活環境，其它在相同環境中生存的生物也能一併受到保護。然而近年來全球昆蟲族群量下降的研究結果顯示：事實並不如同保育生物學者所預期的結果。
雖然昆蟲保育的明星物種不如兩棲爬蟲、哺乳類（或甚至魚類）多，知名度也不及上述這些生物類群，但是昆蟲明星物種的保育生物學研究，對於環境保護及大眾教育常有極佳的效果。例如美洲的大樺斑蝶（圖一），每年在墨西哥或中美洲及北美洲棲息地之間遷徙，它們每年到達墨西哥度冬棲地之時恰好是墨西哥當地的亡靈節期間（Día de los Muertos），彷彿引領祖先的靈魂回家。基於愛屋及烏的心理，遂而保護它們的棲地，也讓學者得以瞭解它們越冬的機制及族群量，也同時兼顧了當地特有的文化並發揮環境教育的功用。歐洲著名的歐洲深山鍬形蟲，近年來也得到相當多的保育重視，其中英國保育組織推廣於自家後花園用堆積木頭營造歐洲深山的棲地環境，這同時也增加了其他森林性昆蟲的可用資源，進而增加城市中的昆蟲多樣性。同樣地，美國近年來也開始投入明星昆蟲的相關保育研究，例如利用基因體資料重建過去美西白兜蟲族群量的變化，然後討論過去地質事件引發的氣候變遷對其族群量變化的影響（圖二），或藉由氣候模擬推估未來紅鹿深山鍬形蟲的生存危機。除了可以利用這些明星昆蟲對大眾做生活史教育之外，並可以教導下一代氣候改變對生物的影響，瞭解如何保護這些明星生物，並度過全球環境變遷的危機。
圖一、北美洲的大樺班蝶。
圖二：美西白兜蟲。
臺灣有相當多的昆蟲明星物種，舉凡早期讓臺灣名聞遐邇的各種蝴蝶，到近期流行的寵物甲蟲。選擇明星昆蟲物種，未必是要稀有罕見，相反的，生活周遭常見的昆蟲才有助於凝聚社會大眾的關懷，達到社會教育的目的。臺灣中低海拔常見的獨角仙，就極有潛力成為昆蟲保育的明星物種（圖三）。每年夏天全台各地會有新聞報導獨角仙出沒，及相關的中小學生態教育營隊。此時也有相當多關於不肖商人抓蟲販售的報導，及當地人組織守望隊加以保護的新聞，彷彿抓甲蟲是一件嚴重破壞生態的事件。事實上沒有人知道人為採集販賣對獨角仙的族群是否會有負面影響。即便是有這類威脅，多大的人為採集量才會構成影響也不清楚。另一方面，近年來連中央研究院院區，或是陽明山的前山公園步道都可以發現大量的獨角仙個體，這些證據顯示臺灣的獨角仙的地理分佈及族群量都可能正在擴張中。究竟是我們的生態環境變好，或是全球環境變遷（溫濕度增加）反而促成適合獨角仙成長發育的環境？這些情況可以歸結出以下的問題：(1)這些獨角仙是哪裡來的呢？(2)是我們近期保育意識抬頭持續保護淺山森林終於有了成果？(3)還是獨角仙原本生活的雜木林被破壞殆盡，因而近期的蟲子只能往外擴張至人類生活的地區呢？(4)獨角仙的族群量真的有增加嗎？這些問題都不只是關係生態保育，研究這些問題的過程及成果，都將直接影響我們如何教育下一代保護環境的重要性、制定政策及執行的必要性，並探討人類與環境共存及自然資源永續經營與利用的可行性。
鑑於族群遺傳學及基因體學的發展快速，想要探討上述的問題已經變得容易許多。我先前研究美西白兜蟲的族群量變化及遺傳多樣性，在大尺度地理分佈下（包含亞利桑那州、新墨西哥州、及猶他州的採集地點）總共使採集22隻甲蟲個體，用基因體測序的方法得到大於七萬七千個基因的資料（Huang 2019）。這是個總共僅花費美金1500 元左右，就可以完成的研究計畫。現今保育遺傳學研究大的問題反而在於(1)如何合法地得到研究的樣本（犧牲幾十隻或上百隻獨角仙來研究其族群量變化能拿到合法許可嗎？社會觀感如何？），(2)大尺度採樣，所費不貲，能否有人力（學生或助理）投入採集昆蟲來產生及分析基因體資料，(3)經費來源。在申請研究經費的時候，論述為什麼需要研究並保育某些昆蟲，經常也是最難合理化的一個問題。雖然這篇科普文章並沒有談到為什麼需要研究保育昆蟲，因為這方面的資訊已經有很多其他文章可以參考（例如他們是生態系中最基本的組成，失去他們可能會瓦解整個生態系等等的假設）。但是基於前面討論過的原因，研究保育昆蟲的經費一直比其它類群例如脊椎動物少。希望能有更多的聰明腦袋投入昆蟲保育相關研究，讓社會大眾及研究經費補助單位能看到這類型研究的影響力。
圖三：臺灣的獨角仙。
後 記
結合自然與社會，完成社會大眾有感的研究。科學基礎提供政策執行方向，客觀檢測政策執行成果。
作者簡介
黃仁磐
中央研究院生物多樣性研究中心助研究員。他的研究興趣是生物物種分化的過程以及如何客觀的界定生物學及演化學上有意義的生物種。他的研究方向亦包含保育遺傳學、系統分類、群落系統發育生物學及基因體學。他的研究材料為甲蟲、地衣、及小型蘭花。
