它的名字聽起來很傳奇,但是新發現的昆蟲 Neuroterus valhalla 看起來或扮演的角色都不像。它只有一毫米長,每年有11個月被鎖在地窖裡。
美國萊斯大學的研究人員發現了這種昆蟲,他們正準備觀察這種微小的、沒有刺痛感的黃蜂是如何受到休斯頓歷史性的2021年2月的冰凍影響的。
本月發表在《系統昆蟲學》雜誌上的一篇論文描述了 n. valhalla。它的名字是為了紀念它被發現的地方,就在賴斯大學研究生酒吧瓦爾哈拉的外面。
該論文的主要作者、研究生佩德羅說:“如果不把它稱為與賴斯或瓦爾哈拉殿堂有關的東西,那就錯失了一個機會。”2018年春天,佩德羅第一次從校園酒吧附近一棵巨大的活橡樹的樹枝上收集了瓦爾哈拉殿堂。
布蘭當是巴西人,在2015年參觀萊斯大學之前,他從未見過橡樹。萊斯大學是進化生物學家斯科特 · 伊根(Scott Egan)的實驗室,伊根是這項研究的通訊作者。2018年,布蘭當回到 Egan 的研究小組讀研究生,儘管布蘭當地主要研究中心是利用環境 DNA 檢測瀕危或入侵物種,但每年春天,每個人都會在實驗室的草地上研究昆蟲家族。五倍子蜂被稱為五倍子蜂,它們是伊根團隊的最愛,因為它們可以從賴斯佔地300英畝的校園裡種植的橡樹上採集到。伊根在萊斯的八年時間裡,他的實驗室已經發現了至少同樣多的五倍子黃蜂或捕食者的新物種。
“在賴斯,我們強調在實踐中學習,”伊根說。“在我的實驗室裡,本科生和研究生在我們門前的橡樹上分享體驗式學習過程,研究生物多樣性的生態系統。有了一些耐心和放大鏡,發現是無窮無盡的。”
瓦爾哈拉胡蜂和其他五倍子小蜂欺騙寄主樹,讓它們餵養和庇護自己的幼蜂。黃蜂在產卵的同時產下一種生化混合物。這些化學物質誘使樹木在卵周圍形成一個地穴或者說五倍子。五倍子為卵提供庇護,並以從卵孵化出的幼蟲為食。
已知的癭蜂種類幾乎有1000種。有些是從橡樹葉子下面形成的球形棕色蟲癭中冒出來的。還有一些在樹枝上形成蟲癭,還有一些在樹上的花朵上形成蟲癭,這就是 Brandão 第一次採集 n. valhalla 的地方。
“一旦它們浮出水面,它們只能存活三到四天,”布蘭唐在談到這種小昆蟲時說。“他們不吃東西。它們唯一的目的就是交配和產卵。”
之所以花了近四年時間來描述這個新物種,原因之一是瓦爾哈拉北美鱘(n. valhalla)和許多其他北美鱘一樣,每年產兩次卵。找到 n. valhalla 在其交替代產卵的地方需要一些時間。
在2018年2月底和3月初,Brandão 和 labmates 在瓦爾哈拉郊外的一棵大樹上採集過橡樹花或柳絮時,首次注意到 n. Valhalla。他們正在尋找另一種已知會在花上形成蟲癭的五倍子。當 DNA 測試顯示有兩種昆蟲時,研究人員仔細觀察了它們的捕獲物,發現了幾種腿顏色較淺的小昆蟲。
“它們把卵產在正在發育的柔荑花序裡,”Brandão 談到 n. valhalla 時說。“它們在花上的蟲癭中生長,然後出現。這種情況發生在三月份。但是這些花每年只開一次,等到它們開出來的時候,已經沒有花可以讓它們產卵了。所以它們必須在不同的組織上產卵。”
伊根說,在過去,交替世代的畫眉經常被誤認為是新物種。基因組測試結合自然界的詳細觀察對於確定瓦爾哈拉神是一個獨特的物種至關重要。要找出這些昆蟲在它們的另一代中去了哪裡,需要運氣和努力工作。
生物科學兼職助理教授 Kelly Weinersmith 和衣阿華大學的合作者在2019年幸運地獲得了突破。韋納史密斯從佛羅里達州的一種活橡樹上取樣,這種橡樹與發現瓦爾哈拉擬南芥的水稻樹不同。韋納史密斯把佛羅里達之行的樣本寄給了愛荷華州的合作者安德魯 · 福布斯和安娜 · 沃德,他們注意到兩種不同型別的黃蜂正從分支連線處的蟲癭膨脹處出現。DNA 測試表明,未知的胡蜂是瓦爾哈拉胡蜂的缺失世代。
“為了確定它們離開花朵後要去哪裡,我做了一個實驗,我們給黃蜂一束不同的組織,從樹上觀察它們,”布蘭當說。他們的想法是觀察剛從賴斯的柳絮地窖中冒出來的北美神靈,並在它們把卵產在植物不同部位的過程中抓住它們。
2020年初,2019冠狀病毒疾病限制了在校實驗室的人數,很多工作落到了賴斯大學本科生 Camila Vinson 身上,他住在布朗學院的校園裡。
“我們會一起出去,在培養皿中收集蒲公英屬植物的癭和組織,進行行為測試,但她必須每天去實驗室,看看是否有任何細菌出現,”布蘭當說。文森對從柔荑花序中出現的黃蜂進行了分類和收集樣本,並且“進行了觀察實驗,我們將這些黃蜂與一堆組織一起放入培養皿,然後觀察它們的去向,”布蘭當說。
“因為這是在 ovid 期間,我把它們中的一些帶回家,放在顯微鏡下,用我的手機拍了照片,”他說。
研究小組透過檢查他們以前採集瓦爾哈拉神像的樹木,證實了培養皿中的發現。他們在舊墓穴中發現了羽化孔,還發現了十幾個仍然含有幼蟲的蟲癭。
Brandão 說,在活橡樹柳絮中孵化的 n. valhalla 一代在2-3周內從卵變成完全成熟的成蟲。在樹枝內生長的一代需要11個月的時間。
“如果它們在錯誤的時間出來,周圍又沒有花,它們就不能產卵,只能死去,”布蘭唐說。“它們必須在樹開花的時候出來。”
這些樹每年開花的時間不同,黃蜂如何協調它們的出現和開花還不清楚。文森是第一個提出這個問題的人: 2021年2月的冬季風暴會如何影響 n. valhalla,這場風暴造成了創紀錄的低溫,並延遲了整個休斯頓地區橡樹的開花時間。
這些樹每年開花的時間不同,黃蜂如何協調它們的出現和開花還不清楚。文森是第一個提出這個問題的人: 2021年2月的冬季風暴會如何影響 n. valhalla,這場風暴造成了創紀錄的低溫,並延遲了整個休斯頓地區橡樹的開花時間。
“凍結髮生的那一天,我問佩德羅,”當他們出來的時候,這會是一團糟還是他們的繁殖能力?’”她回憶道。Brandão 將這個問題分發給了一個由癭蜂研究人員組成的國際小組。大家一致認為這個問題值得進一步研究。所以文森決定在畢業論文中解決這個問題。她說,這是氣候變化將如何影響五倍子黃蜂等專門昆蟲這一更大問題的一部分。
“我們的癭蜂生活在從美國南部一直到墨西哥的橡樹上,”文森說。“那些環境不適應我們去年2月的氣溫。隨著氣候變化,這種凍結可能會越來越頻繁。
“最大的問題是,”這些人口是否將面臨危險,或者他們能否迅速適應?他們有適應氣候變化的策略嗎?”她說。