付春伶
(浙江丽水职业技术学院 丽水 323000)
全球已知的昆虫约100万种,占整个动物界种数的70%以上。亿万年前,无数昆虫以化石的形式保存和延续至今[1]。昆虫化石不仅能够保存昆虫原有形态特征,同时记录昆虫的内在基因。近年来,昆虫学、生态学、生物化学、药理学等学科的快速发展,进一步推动了昆虫资源的开发利用。昆虫标本作为生物资源的重要组成部分,是动植物检疫、虫害防治等研究及课程教学的基础材料。本文综述了昆虫标本制作、保存和管理过程中的不同方法,为昆虫资源开发利用奠定基础,同时为标本保存和管理的创新提供科学依据。
从传统到现代,昆虫标本的制作方法不断更新,每种方法都存在一定的优势和不足。
1.1 针插法 适用于体表较坚硬或体型较大的成虫。从野外采集的标本,可用昆虫针针插保存。昆虫针的大小和针插的位置因昆虫种类不同而异[2]。针插位置的选择一方面要考虑插得牢固,另一方面要使插针不影响虫体的形态特征的展现,便于对昆虫的观察和种类的鉴定。为增加标本的趣味性和艺术性,针插过程中还需要对虫体进行整姿[3]。
1.2 浸渍法 有些昆虫材料表面较为柔软,如昆虫的幼虫、蛹和卵,可以将它们浸于保存液中,用广口瓶或试管保存。浸泡液常用配方有酒精浸渍液、酒精—甲醛混合保存液、醋酸—福尔马林—酒精混合保存液、醋酸—白糖保存液[4]。
1.3 展翅法 蛾蝶类以及蜻蜓目等的昆虫适用此方法。在昆虫身体呈柔软状态下,选择合适的展翅板,将昆虫腹部放入沟槽中,选用型号适宜的昆虫针,从昆虫适宜针插位置正中垂直插入。用昆虫针轻挑前翅前缘,使前翅后缘与虫体大致垂直,前翅稍覆盖后翅,将硫酸纸条压在翅上,用大头针固定。展翅过程中,避免用手触碰鳞翅,以防鳞粉脱落。展翅后的标本放在遮阴处或者在干燥箱中于55℃下干燥。
1.4 微针及胶粘法 体型较小昆虫(如叶蝉、金小蜂、蜘蛛目和蜱螨目等的昆虫),可以用胶水(加拿大树胶)将其粘在三角纸台上,再用昆虫针针插纸片。有鳞片的小型蛾类和一些多毛蝇类,宜用微针插在软木块上,再用昆虫针将软木块插在标本盒中。
1.5 玻片标本法 适用于体型极小的昆虫,如虱子、跳蚤、蚜虫等。此外昆虫的一些附肢附器(如触角、口器等)也可以制成玻片标本。玻片标本的制作要经过除杂、脱水、透明和封片四个步骤[4]。封片后若产生气泡,可用昆虫针轻压盖玻片,并在酒精灯上微微烤一下,将气泡赶出。贴上标签,自然干燥2~3周后放入玻片盒保存。
1.6 硅胶填充法 呼健洋等[5]发现,在透明无色硅胶加入不同颜色染料,调配制成硅胶填充剂,由肛门处注入到经饥饿处理并取出内脏的昆虫幼虫体内。此方法有效地解决了幼虫浸渍标本的色泽失真、吹制标本中空易破损和变形以及树脂置换标本成本较高等问题。
1.7 冷冻技术法 刘玉卿等[6]将采集的昆虫在不同温度下冷冻处理一定时间。结果表明,传统方法制作的昆虫标本一年后40%的标本被虫蛀或返潮生菌,两年后5%以上的标本出现虫蛀、生菌或残损,同时标本还出现脱色的现象。然而在-4℃下冷冻后制作的昆虫标本,再通过冷冻干燥,一年后仅有3%的标本出现虫蛀且未见返潮生菌现象,两年后仅有5%左右的标本出现虫蛀且无返潮生菌和脱色现象。而在-10℃下冷冻后制作的昆虫标本,2年仍无上述现象发生,放置3~5年才出现个别虫蛀现象,效果最佳。
冷冻技术的使用,杀灭了虫体本身携带的其他虫卵,同时为后续标本的保存,切断了被虫蛀和杂菌侵染的途径,避免了因外界强光或高温烘干所引起标本脱色现象的发生。
1.8 其他改进方法 主要包括昆虫标本保色法、昆虫处死和浸泡法以及人造琥珀法。
1.8.1 昆虫标本保色法 螳螂、蝗虫等外表色泽鲜亮的昆虫,去除内脏后,往往保存一段时间就变性发黑。而将采集的蝗虫等放置于透气瓶子中,瓶内放上吸水纸并且每天更换。一周后待昆虫腹部干瘪即制成标本,此方法使标本不易变色且外观美丽。
1.8.2 昆虫处死和浸泡法 研究发现,除鳞翅目昆虫以外,将传统的“毒杀致死”步骤改为“昆虫的处死并浸泡”方式,即把处死的昆虫放置于提前配好含10%甲醛和5%乙醇的浸泡液中,据体型大小控制浸泡时间。经浸泡处理后的昆虫标本有效地解决了昆虫标本易被虫蛀或被霉菌侵染等问题[7]。
1.8.3 人造琥珀法 昆虫包埋技术常用的包埋剂主要有聚甲基丙烯酸甲酯、脲醛树脂、环氧树脂、水晶树脂和松香。昆虫整形干燥后放入包埋剂中,自然条件下硬化成人工琥珀标本。此种保存方法可节省保存空间,延长标本使用寿命。
昆虫标本保存需要具有防尘、防潮、防曝晒、防虫蛀、防鼠咬等环境条件。
2.1 临时保存法 昆虫成虫毒杀后要立即放在硬纸盒内,卵、幼虫或蛹要放入小试管内用浸泡液保存,并且注明寄主、采集地点、时间和采集人,待后续使用。
2.2 永久保存法 昆虫经过各种处理(如物理风干、真空干燥、封塑、化学防腐等),能够长期保持昆虫原貌和主要特征。
2.2.1 生活史标本保存 生活史标本是将昆虫按照卵、幼虫、蛹、成虫(雌成虫和雄成虫)的发育进度顺序及其危害状,依次装在标本盒内,并注明昆虫名称、寄主、采集地点和时间[8]。
2.2.2 幼虫标本保存 幼虫标本保存过程中需要定期检查试管中浸渍液有无漏溢、蒸发,若有要及时补充和更换。
2.2.3 鳞翅目翅脉塑封保存 鳞翅目昆虫翅脉塑封要经过取材、浸润、漂白、冲洗、染色、冲洗、脱水、透明、干燥、压制和塑封过程。翅脉塑封优点在于翅脉清晰,易于观察,使课程教学更加直观,实现鳞翅目昆虫翅脉标本的永久保存,解决了鳞翅目标本虫翅容易风化的难题。但翅脉塑封保存标本经过长久使用会出现磨损和降低透明度等问题[9]。
2.2.4 有机玻璃盒装标本保存 传统木质标本盒虽然密封性良好,但防蛀和防霉效果较差,不利于标本的形态特征观察。有机玻璃盒装标本透明度高,可以随意翻转从不同角度观察标本,并且防潮防虫效果良好,保存时间较长、不易损坏,有助于提高实验室教学的工作效率。但是有机玻璃标本盒成本较高,而且随着使用标本盒表面容易出现磨损,降低整体美观度[10]。
2.2.5 包衣保存与琥珀标本保存 “包衣保存法”是以熟单体(如有机玻璃等)为材料对昆虫进行包衣处理,形成薄层外壳。“琥珀标本保存法”是根据天然琥珀形成原理,采用人工合成树脂等材料包埋昆虫标本。两种方法保存时间相差不大,但“包衣保存法”操作简单,节省费用。
2.2.6 昆虫翅画保存 昆虫翅画的制作和保存的成败或好坏关键取决于昆虫翅的还软方法[11]。由最初的沙土保湿,到采用冰醋酸进行翅的还软,表明冰醋酸的还软效果最佳;在适当浓度条件下,昆虫翅的吸水率明显下降。
教学和科研中昆虫标本的损耗度有时会超过昆虫标本的补给速度,因此昆虫标本在保存过程中要特别注意标本的修复和整理,其中包括虫体本身的修复以及信息卡的更新。
3.1 针插标本整理修复 干制标本一般置于标本盒中,在标本柜内保存。为防止标本被虫蛀蚀,标本盒沟槽内或四角可放樟脑粉包。具有可持续利用价值的标本,要根据其污损程度和破损原因,分别采取不同的修复和整姿方法。例如,褪色走油蝴蝶和蛾类标本,修复过程中可先把腹部摘下,将大体和腹部分别浸入丙酮溶剂中,待大量析出油后取出,再用开水软化,然后用医用眼科剪刀解剖去除内脏“油包”,再次浸泡到新鲜的丙酮溶液中,取出后用镊子在腹部填充一细条脱脂棉,自然风干,用加拿大树胶重新粘到一起即可[12]。
3.2 浸渍标本整理修复 浸渍容器应用石蜡、火棉胶等封口或者在浸渍液表面铺加一层液体石蜡,防止液体蒸发。放置浸渍标本的橱柜可以设计多个抽屉,每个抽屉作为一个容器架。每个浸渍容器中放入一张用铅笔标记的昆虫采集和特征信息,并切实避免信息丢失。
3.3 玻片标本整理修复 玻片标本在使用过程中存在磨损和透明度降低的问题,因此需要定期整理和修复玻片标本,主要包括准备器材、取下污损标签、去掉盖玻片、更换二甲苯、更新载玻片、盖上盖玻片并烘干或者自然晾干等步骤,其中更换二甲苯和标签是关键。最终置于玻片标本盒长久保存。
3.4 生活史标本修复 生活史标本盒要在盒底放一层六六粉或樟脑粉,盒盖要加封胶布或塑料胶膜,避免虫蛀。
3.5 生虫生霉标本处理 如果发现皮蠢等蛀食害虫,可于46~50℃温度下在烘箱内烘烤12~24 h杀灭,或用氰化钾、溴甲烷等熏蒸处理。另外,要定期检查并及时淘汰虫蛀标本,最好在蛀虫羽化繁殖之前处理。标本在高湿高温季节容易发霉,故在标本室内需要使用除湿器,并将标本橱密闭,并放置干燥剂。