臺灣山岳的珍蟲——偽圓孔姬蜂屬一新種於臺灣之發現及其對該屬親緣位置的意義

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臺灣特殊的地理環境孕育出豐富的生物多樣性。我們近期自高山昆蟲調查樣本中發現並發表了一種新種寄生蜂——截角偽圓孔姬蜂 (Pseudalomya truncaticornis Chen & Kikuchi, 2024)。偽圓孔姬蜂屬過去僅在溫帶地區或熱帶高山發現,因樣本稀少而被認為是極為罕見的寄生蜂類群。由於臺灣高山地區的採樣不易,且歷來幾乎沒有相關研究者,此新種的發表可謂意外之喜。我們也藉由分析新種的DNA序列重建親緣關係,探討偽圓孔姬蜂屬的親緣位置。本研究不僅為這類珍稀寄生蜂提供了新的資訊,還展示出臺灣高山昆蟲研究的巨大潛力。

撰文|國立臺灣大學昆蟲學系碩士 陳玄樸

臺灣是一座位於東亞的大陸島,其多高山的地理環境造就了島上多樣的棲地環境。即使臺灣在緯度上地處亞熱帶和熱帶交界,其山區的低溫環境仍營造了與溫帶地區類似的氣候條件。這使臺灣同時有分布東亞溫帶與熱帶地區的物種棲息,造就其獨特的生物相。由於高山環境容易產生棲地的隔離,在演化的作用下,臺灣也容易發現生物的特有種 (endemism)。本文要介紹的,就是一種分布在臺灣高山的珍稀新種寄生蜂。

 

姬蜂亞科:形態多樣的蝶蛾寄生蜂

姬蜂科 (Ichneumonidae;Darwin wasps) 是目前已知種類最多樣的寄生蜂類群之一,目前已有超過25,000種物種被描述。然而,科學家普遍認為這個數字遠低於其實際的物種多樣性。這類寄生蜂通常寄生在其他昆蟲或蜘蛛幼體的體表或體內,吸取寄主的營養使其幼蟲成長,最終殺死寄主羽化成蟲。科幻電影《異形》中外星生物寄生在人類體內,最終破體而出殺死寄主的情節,就是參照了自然界中寄生蜂的生活史。在姬蜂科中,種類最為豐富的「姬蜂亞科」(Ichneumoninae) 主要寄生在鱗翅目昆蟲(如蝴蝶與蛾類)老熟幼蟲或蛹的體內。與其他寄生蜂相比,姬蜂亞科成員的體型通常較大(多數超過1公分),且擁有豐富多變的體色,包括黑色、白色、紅色、黃色,甚至帶有金屬藍紫光澤,是筆者心目中最美麗的一類寄生蜂(圖1)。由於姬蜂亞科的物種多樣性相當高,這使其分類研究相較其他姬蜂困難許多。但即使如此,仍不斷有姬蜂亞科的新屬和新物種在全球各地被發現。

圖1:一些產於臺灣山區的姬蜂亞科,展現其體型與色彩的形態多樣性|來源:作者提供

 

從高山昆蟲調查樣本中尋寶

雪霸國家公園管理處與國立臺灣師範大學徐堉峰教授團隊於2021年至2022年間合作進行了為期兩年的「雪霸國家公園大雪山地區指標昆蟲相調查」。由於臺灣在過往缺乏在高海拔山區(海拔3000公尺以上)的昆蟲相調查,這項計畫採集的研究樣本可謂相當珍貴。筆者自大學時期便投入姬蜂科的分類研究,在累積了一些發表成果後,有幸受邀協助徐教授團隊鑑定計畫中採集到的姬蜂標本,且徐教授慷慨地提供這些標本供筆者進一步研究。

某日,筆者在檢視自臺灣百岳之一的火石山(位於海拔3160公尺)所採集的樣本時,發現了一種形態特殊的大型姬蜂亞科,其頭部呈圓形且為紅褐色,胸部為黑色,腹部則帶有藍色金屬光澤。筆者直覺認為這應該是相當特殊的物種,於是立刻聯絡專精於姬蜂亞科分類的日本學者——菊地波輝 (Kikuchi Namiki) 博士。經過詳細討論與形態特徵的比對,我們根據其胸部前伸腹節氣孔為圓形、頰部在頭部腹面重合、前足轉節兩節與翅脈等特徵(圖2),確認這是極為稀有的「偽圓孔姬蜂屬 (Pseudalomya)」的物種。

圖2:偽圓孔姬蜂屬的一些鑑別特徵:頰部 (A)、胸部前伸腹節氣孔形狀 (B)、前足轉節 (C) 以及翅脈 (D)|來源:作者提供

 

中間型的形態,成謎的分類歸屬

偽圓孔姬蜂屬過去僅記錄有兩個物種:分布於俄羅斯的偽圓孔姬蜂 (Pseudalomya praevara Telenga, 1930) 和喜馬拉雅山脈的尼泊爾偽圓孔姬蜂 (Pseudalomya nepalensis Riedel, 2019)。這兩種已知物種的分布侷限於溫帶地區或低緯度的高海拔山區,但目前僅憑少量標本發表,缺乏詳細的生物學資料及DNA序列資訊。

偽圓孔姬蜂屬的形態特徵介於姬蜂亞科底下兩個族 (tribes)——圓孔姬蜂族 (Alomyini) 和厚唇姬蜂族 (Phaeogenini) 之間,因此本屬的分類歸屬成為姬蜂分類學者的討論焦點。雖然先前基於單基因序列或結合形態與分子資料的親緣分析支持偽圓孔姬蜂屬應歸屬於厚唇姬蜂族,但由於偽圓孔姬蜂屬的物種尚未被納入近期最完整的姬蜂亞科基因體親緣研究,學界目前仍採保守態度,認為本屬的分類地位未定(incertae sedis)。

 

新種的發現與偽圓孔姬蜂屬的親緣位置的進一步探討

透過形態特徵的比較,我們發現臺灣的偽圓孔姬蜂(圖3)可以透過體色、臉部點刻密度、額部角突的形狀、腹部背板的刻紋、以及翅脈等特徵來和其他同屬種類區分。因此,筆者、菊地博士與臺大昆蟲系的蕭旭峰教授共同發表在國際期刊《膜翅目研究期刊》(Journal of Hymenoptera Research) 的論文,將臺灣的偽圓孔姬蜂描述為新種——截角偽圓孔姬蜂 (Pseudalomya truncaticornis Chen & Kikuchi, 2024),其學名取自該物種末端平截的額部角突形態(圖4)。

圖3:截角偽圓孔姬蜂 (Pseudalomya truncaticornis)|來源:參考文獻6
圖4:截角偽圓孔姬蜂 (Pseudalomya truncaticornis; A, C) 與其近似種尼泊爾偽圓孔姬蜂 (P. nepalensis; B, D) 的形態比較。A–B箭頭處顯示額部角突形狀差異;C–D圓圈處顯示臉部點刻差異|來源:參考文獻6

藉由本次新種的發現,我們也定序了截角偽圓孔姬蜂的DNA序列,為偽圓孔姬蜂屬本就稀少的分子資訊提供新資料。由於過往探討偽圓孔姬蜂屬的親緣關係研究僅使用單一的基因片段,我們這次使用了三個基因片段(COI、28S、18S)重建了姬蜂亞科的分子親緣關係樹,進一步探討偽圓孔姬蜂屬的親緣位置與分類地位。我們的分析結果支持過去研究的結論,即偽圓孔姬蜂屬為厚唇姬蜂族的成員(圖5)。儘管因為分類群取樣與基因定序資料的限制,我們未在本研究中正式處理偽圓孔姬蜂屬的族級分類,但這新種的發現及其DNA資料的保存,無疑為這類稀有姬蜂未來的系統分類研究奠定了重要基礎。

圖5:利用三個基因片段 (COI、28S、18S) 重建的姬蜂亞科分子親緣關係樹顯示偽圓孔姬蜂屬應被歸屬於厚唇姬蜂族(紅色部分)|來源:參考文獻6

 

結 語

本次新種的發現是多個研究單位通力合作的成果,感謝共同作者菊地波輝博士與蕭旭峰教授的協助,臺灣師範大學生科系徐堉峰教授研究團隊及雪霸國家公園管理處提供研究樣本,以及國家科學及技術委員會與農業部動植物防疫檢疫署的經費資助。姬蜂亞科是寄生蜂中多樣性極高的一群,也是生態中控制鱗翅目害蟲的重要天敵之一,其較大的體型與豔麗的色彩有潛力成為保育旗艦物種 (flagship species)。透過保護這些大型或美麗、較易吸引公眾關注的物種的棲地,能同時守護對生態具有重要意義但影響力較小的其他物種。自日治時代以來,臺灣對姬蜂亞科的研究幾乎中斷。本研究作為日治時期後由臺灣學者主導的第一篇姬蜂亞科研究,期望能喚起大眾對這類美麗寄生蜂的關注。此外,研究亦揭示出臺灣高海拔山區昆蟲多樣性的豐富,顯示出未來深入探究的巨大潛力。

 


參考文獻

  1. He J, Gao Z, Su Y, Lin S, Jiang H. (2018) Geographical and temporal origins of terrestrial vertebrates endemic to Taiwan. Journal of Biogeography 45: 2458–2470.
  2. 徐堉峰&李奇峯&許育銘,2022,雪霸國家公園大雪山地區指標昆蟲相與微棲地調查,雪霸國家公園管理處委託辦理計畫結案報告。
  3. Laurenne NM, Broad G, Quicke DLJ (2006) Direct optimization and multiple alignment of 28S D2–D3 rDNA sequences: problems with indels on the way to a molecular phylogeny of the cryptine ichneumon wasps (Insecta: Hymenoptera). Cladistics 22: 442–473.
  4. Quicke DLJ, Laurenne NM, Fitton MG, Broad GR (2009) A thousand and one wasps: a 28S rDNA and morphological phylogeny of the Ichneumonidae (Insecta: Hymenoptera) with an investigation into alignment parameter space and elision. Journal of Natural History 43 (23-24): 1305–1421.
  5. Santos BF, Wahl DB, Rousse P, Bennett AMR, Kula R, Brady SG (2021) Phylogenomics of Ichneumoninae (Hymenoptera, Ichneumonidae) reveals pervasive morphological convergence and the shortcomings of previous classifications. Systematic Entomology 46: 704–724.
  6. Chen H-P, Kikuchi N, Shiao S-F (2024) Discovery of a new Pseudalomya Telenga, 1930 (Hymenoptera, Ichneumonidae, Ichneumoninae) species from Taiwan and its implications for the systematic position of this genus. Journal of Hymenoptera Research 97: 277–296.
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