2015/08/21

--------------------------------------七夕談昆蟲--------------------------------------

楊正澤、陳采如國立中興大學昆蟲學系

七夕七巧 農家祈豐收

        每年農曆七月七日,七夕是漢字文化圈都有的節日,又稱乞巧節、七姐誕、巧夕、七巧節,其由來是大家耳熟能詳的牛郎與織女相會鵲橋的浪漫愛情故事。然而,七夕節始於古人對星辰(牛郎星、織女星)崇拜加上對於自由愛情的寄情,誘因是牛與桑蠶在中國的農業社會具有重要的經濟價值,後來七夕轉變為農耕桑蠶信仰。中國古代南方的農業特色是「桑基魚塘」,農家挖池塘蓄水疏洪養魚鴨鵝,池塘岸泥土堤栽桑養蠶,蠶糞落進水中養魚(楊正澤,2005)。而七夕將近大暑,正在期待邁入秋收季節,故有祈求豐收的盼望,或許也是豐收前最緊張的時刻,因此以農業時代敬天憫人的出發點,七夕也算是植物醫學相關節日。

        在臺灣還有在七夕拜七娘媽的習俗,這天會準備胭脂水粉、鮮花、油飯、鏡子等祭品,據說是女生為了祈求自己有巧手製作女紅,七夕晚上少女會在微弱的月光下迎著風中在七孔針上穿線;當然也有祈求七娘媽保佑孩童順利長大的用意。

        現今,七夕被商人營造成為男女表達愛意的情人節,成為每年各大百貨的重點行銷。其實這個被罰而約的年度淒涼之會,應該不會是情人浪漫相會的好時機,今年又多了一個天鵝颱風來湊熱鬧,以七夕為情人節,大家要享受淒苦的愛情氣氛嗎?在日本也有七夕的節慶,雖然日漸淡了,人們會將願望寫成「笹飾」掛在竹枝上祈願,所以有「許願日」之稱。除了中國傳統的「牛郎織女傳說」外,日本人加進了棚機傳說。「棚機傳說」原出《古事記》,謂古時有一少女棚機為了替村莊消災解難,在水邊織衣祭神,並結成一夜夫妻。奈良時期以來,七夕紀念棚機及牛郎織女並存,在越南及韓國都有七夕祭典,同樣「漢字文化圈」各民族都來自中國,不只是日子不同,內容及方式也應該有所演變,值得細細探索。

織女偷天蠶 嫦娥偷靈藥

        七夕這個節日竟然與昆蟲有關,很少有人發現,因為傳說中,牛郎有老牛神仙相助,結識仙界下凡的織女,織女以職務之便,偷了天上的「天蠶」下到凡間,這就是本文抓到「一絲」關係,讓我們也來一段七夕談昆蟲。

        在彩萬志《中國昆蟲節日文化》一書中,在100個昆蟲節日明確記載著與昆蟲相關的中國節慶,如果按照分類階元劃分,除了廣義的昆蟲外,節日昆蟲涉及蜚蠊目、等翅目、直翅目、蝨目、半翅目、同翅目、蚤目、鱗翅目、雙翅目、膜翅目、鞘翅目等11個目的昆蟲。依照這本書出現的節日昆蟲,以出現的頻度次數的分布,可以用這個數據清楚地看到,歷史上對中國人的常民生活可能影響最大的前四大目昆蟲分別是,鱗翅目(41次)、直翅目(40次)、膜翅目(20次)及雙翅目(13次)。這些鱗翅目昆蟲中,主要是繅絲織布的材料來源,是家蠶或柞蠶呢?早期北方以天蠶蛾科(Saturnidae)的皇蛾(蛇頭蛾)近親,如楓蠶或柞蠶;另一個是中國南方主要農業活動的栽桑養蠶,養蠶繅絲的主角屬於家蠶蛾科(Bombycidae)。根據中國七夕的由來,織女由天上偷來天蠶,早在黃帝大敗蚩尤時代,嫘祖養蠶繅絲,當時養的是天蠶或可能是家蠶來繅絲呢?
天蠶蛾(A)吐絲作繭,曾是絲的來源,其幼蟲(B)食量大,有些天蠶蛾繭絲量不足(C)。
(D)白白胖胖的家蠶(圖片來源:楊正澤,2008)
天才化工合成 家蠶繅絲蕭條

        張保信的資料統計結果,全世界的家蠶科(Bombycidae)9屬28種,中國7屬9種,日本4屬5種,印度2屬14種,但真正使用於蠶業者,臺灣有則7種(楊正澤,2008)。根據TaiBNET的資料則有9種,其中與家蠶Bombyx mori 同屬的有B. horsfieldi, B. mandarina formosana,B. rotundapex。至於家蠶的來源在中國有許多傳說值得大家去探索,請參考拙作<昆蟲生物多樣性與人類生活之衣著文化>(楊正澤,2008)。

        然因國際情勢,臺灣蠶桑業已沒落,原有蠶業改良場對家蠶進行「育種」與「推廣」,但是曾幾何時只能有「保種」的工作,勉強撐下來。至於家蠶在科學應用研究上真是不輸果蠅,當蜘蛛絲的強韌度被材料科學家發現超級效果,卻必須將基因轉殖到家蠶,成為蜘蛛絲的專屬代工廠;另外值得一提的是,國內中央研究院趙裕展教授以家蠶研發基因工程產出螢光蛋白,運用於疫苗生產,除了對於醫藥研究貢獻卓著,也為他獲得不少大獎。

        當時織女星,七娘媽,偷了天上的蠶,可能只為了與牛郎在凡間共組家庭的經濟基礎,卻意外地給凡間常民一個生活所賴的栽桑養蠶事業。中國節日慶典文化,許多源自農業時代的「敬天畏神」,因此以祈求豐收又能盼望有緣人出現,言之成理。七夕的另一個傳說更有天體觀測的道理,織女星在七夕這天升上一年中的最高點,清晰可見。織女星與兩旁兩顆較暗的星形成一個朝東方開口的樣子,在此東面可見牛郎星,正好也是牛郎織女星相會的好時機,這應該是比較合理的傳說。至於這一天牛郎織女相會而衍生的故事,故事中偷天蠶的故事更是昆蟲學家所歡迎的,如果因而連結到家蠶在中國的起源,可能增添了意外的線索。

關鍵字:

七夕、家蠶、天蠶蛾、鱗翅目、昆蟲節日

延伸閱讀:
  1. 楊正澤(2005)桑基魚塘-基圍、水陸循環與昆蟲。農業世界雜誌 265: 80-87。
  2. 楊正澤(2008)昆蟲多樣性與人類生活「衣著文化」蠶的哀怨 絲的高貴。農業世界299:91-97。
  3. 蘇柔雯(2010)七夕節的由來及其節俗研究-兼論臺俗十六歲成年禮。國立臺灣師範大學碩士論文。

2015/08/15

--------------第三代昆蟲刺探電位圖譜 (EPG) 監測儀 - 解開昆蟲吸食行為之謎-------------

石憲宗行政院農業委員會農業試驗所應用動物組 

        您能想像昆蟲的口針如何吸食植物組織汁液?用電子儀器可以記錄與解讀牠們的取食行為,你能相信嗎?本文將為您解說一部結合昆蟲學、植物學、電學、統計學與數位資訊等不同專業領域的儀器,讓我們瞭解基礎科學的研究發展,終將應用在解決與人類生活有關的問題。
昆蟲刺探電位圖譜監測儀之生物電極,分別連接在刺吸式昆蟲身體 (C) 與通到栽培植物的盆栽土壤 (A)。
(D)為金絲,其功能是作為微電流放大器 (B) 與昆蟲之間的通電金屬導體,使電流可通過昆蟲身體。
(資料來源:石憲宗攝)      
        刺吸式口器的農業害蟲,體型微小,不容易以眼睛仔細觀察。以蚜蟲為例,多數種類的體長都在5公釐以下,即便以顯微鏡觀察,也難以瞭解牠們的口針如何經過植物表面到維管束吸食汁液的整個過程。在 1964 年,美國加州大學 McLean 和 Kinsey 兩位學者,首次設計一部可利用交流電回路系统,測定蚜蟲取食行為的監測系统,我們將它稱為第一代昆蟲刺探電位圖譜監測儀(EPG monitor),或稱為交流電昆蟲刺探電位圖譜監測儀(AC EPG monitor)。此部儀器的原理是將生物電極分別連接在刺吸式昆蟲身體與通到栽培植物的盆栽土壤,當昆蟲口針刺探植物組織,電流隨口針、食道及唾液腔的液體通過蟲體傳回儀器本身,經過生物電流放大器、電流調整主機及電子訊號轉換器,於電腦呈現不同的波紋,據此解讀昆蟲口針於植物內部的取食位置。
AC-DC EPG 監測儀之電流調整主機 (A),將昆蟲取食系列的連續電子訊號,
傳至電訊轉換器讀取訊號,然後在電腦螢幕顯示連續系列的取食波紋。
(資料來源:石憲宗攝)
        目前 EPG 監測儀已發展至第三代,稱為第三代昆蟲刺探電位圖譜監測儀,或稱為直流-交流雙系統昆蟲刺探電位圖譜監測儀(AC-DC EPG monitor)。目前透過 EPG 監測儀研究的刺吸式口器昆蟲已超過50種,研究報告近500篇,主要研究內容除了定義與量測此些昆蟲的各種型式取食波紋的基礎研究之外,更被廣泛應用在寄主選擇、昆蟲傳播植物病害、植物抗蟲檢測、對系統性藥劑感性檢測等應用科學的研究,其最終目標是期望透過此部機器,研究出可適用於解決刺吸式口器害蟲整合防治的方法,合理有效的使用化學藥劑及抗蟲品系,建立符合我國之安全與永續農業的農業政策。2014 年由行政院農業試驗所引進的AC-DC EPG 監測儀,目前正進行相關昆蟲之基礎與應用研究,期能與國外研究同步接軌,並建立國際合作關係,以便在我國加速此一新技術的研究進度。
(本文由科技部補助「百變昆蟲族」執行團隊撰稿) 
責任編輯:楊正澤
審校:楊正澤

關鍵字:

昆蟲、吸食行為、昆蟲刺探電位圖譜 (EPG) 監測儀

延伸閱讀:
  1. Backus, E. A.、林柏安、張宗仁、石憲宗。2015。昆蟲刺探電位圖譜 (EPG):刺吸式害蟲取食行為鑑定新技術。跨世紀植物防疫及檢疫技術回顧及展望研討會 (蒐錄於台灣昆蟲特刊,編印中)。