关于支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业 订阅。 通过购买订阅，您将帮助确保未来能够继续报道关于发现和塑造我们当今世界的想法的具有影响力的故事。
经许可摘录自《故事中的刺：我与熊蜂的冒险》，作者：戴夫·古尔森。 Picador 出版。最初由 Great Britain 的 Jonathan Cape（Random House Group, Ltd. 的一个部门）出版。版权所有 © 2014 年。
让我们回到 1.35 亿年前。广阔的冈瓦纳超大陆开始分裂，南美洲向西漂移到非洲，澳大利亚雄伟地向东移动。南极洲决定向南行进，注定除适应性最强的居民外，所有居民最终都将葬身冰冷的坟墓。南大西洋和印度洋正在缓慢形成。
在远古时代，地质学家称之为白垩纪的时代，大陆上覆盖着绿色的树蕨、苏铁、巨大的木贼以及松树和雪松等针叶树森林。这是恐龙统治的鼎盛时期，尽管不是全世界学童熟知的物种：在树木中，成群结队的巨大草食动物（如禽龙）在吃草，它们用后腿站立以够到更高的树叶；重型装甲、坦克般的物种（如加斯顿龙）推土机般地穿过灌木丛；成群的凶猛食肉动物（如犹他盗龙）捕食猎物。空中充满了原始昆虫，包括超大的蜻蜓和早期的蝴蝶，这也是翼龙的鼎盛时期，翼龙是曾经飞越地球的最大动物，翼展达 12 米。较小的恐龙也飞向了空中；羽毛最初可能是为了帮助这些小生物保暖而进化出来的，它们在前腿上变得细长，以便滑翔，最终实现主动飞行。这些就是最早的鸟类。我们自己的祖先在当时是不起眼的小型类鼠生物，潜伏在灌木丛中，晚上紧张地出来啃食昆虫、种子和掉落的水果。如果我们能够穿越到这片古老的土地，我们可能会过于担心大型野生动物带来的危险，而没有注意到那里没有花朵；没有兰花、毛茛或雏菊，没有樱花，没有林间空地的毛地黄。无论我们多么努力地倾听，我们也听不到蜜蜂独特的嗡嗡声。但这一切即将改变。
性对植物来说一直很困难，因为它们无法移动。如果不能移动，那么寻找合适的伴侣并与它们交换性细胞就会构成一定的障碍。植物相当于精子的是花粉，植物面临的挑战是如何将其花粉传播到另一株植物的雌性生殖器官；如果扎根于地下，这绝非易事。早期的解决方案，也是今天一些植物仍在使用的解决方案，是利用风。1.35 亿年前，几乎所有植物都将花粉散播在风中，并寄希望于极小一部分花粉会偶然落在雌花上。正如您可能想象的那样，这是一个非常低效且浪费的系统，可能 99.99% 的花粉都被浪费掉了——落在地上或被吹到海里。因此，它们不得不产生大量花粉。
大自然厌恶浪费，进化的盲目摸索迟早会以昆虫的形式找到更好的解决方案。花粉非常有营养。一些有翅昆虫现在开始以花粉为食，不久之后，一些昆虫变成了以花粉为食的专家。这些昆虫为了寻找食物而在植物之间飞来飞去，不小心将花粉粒带在身上，花粉粒被困在毛发中或体节之间的关节中。当偶尔有花粉粒从昆虫身上掉落到花的雌性部分时，这朵花就被授粉了，因此昆虫成为最早的传粉者，植物的性促进者。一种互利共生的关系开始了，这种关系将改变地球的外观。尽管大部分花粉被昆虫消耗掉了，但与将花粉散播到风中相比，这对植物来说仍然是一个巨大的进步。
起初，昆虫必须在周围的树叶中寻找不起眼的棕色或绿色花朵。现在，植物有必要宣传其花朵的位置，以便它们能够更快地被找到，并将昆虫从竞争对手那里吸引走。因此，历史上最漫长的营销活动开始了，早期的睡莲和木兰是第一批进化出花瓣的植物，在绿色森林的映衬下显得格外醒目。最早的传粉者可能是甲虫，许多睡莲至今仍依赖甲虫。有了这种新的可靠的授粉方式，虫媒花植物变得非常成功并多样化。不同的植物现在开始相互争夺昆虫的注意力，进化出鲜艳的色彩、图案和精巧的形状，陆地也披上了鲜花的外衣。在这场吸引传粉者的战斗中，一些花朵进化出了一种额外的武器——它们开始产生富含糖分的蜜，作为额外的奖励。随着这些植物的繁殖，昆虫专业化的机会也随之增加，蝴蝶和一些苍蝇进化出了长长的管状口器，用来吸食花蜜。最专业和最成功的一个群体是蜜蜂，它们是至今为止采集花蜜和花粉的大师。
所有蜜蜂一生中都或多或少完全以花蜜和花粉为食。虽然许多其他昆虫（如蝴蝶和食蚜蝇）在成年后以花为食，但很少有昆虫在幼年时也这样做。花朵在环境中分布稀疏，幼虫不能像成年昆虫那样长出翅膀从一朵花飞到另一朵花。蜜蜂特有的创新之处在于，成年雌性蜜蜂会为它们的后代采集食物，这样它们的幼虫根本不需要移动。幼虫阶段呈蛆状，无腿，通常相当虚弱，它们没有防御能力，只能进行非常有限的运动。它们完全依赖成年蜜蜂提供的食物。
第一批蜜蜂是从黄蜂进化而来的，黄蜂过去是而且现在仍然是捕食者。“黄蜂”这个词让人联想到黄黑相间的昆虫，它们经常在阁楼和花园棚屋中筑起巨大的巢穴，并且在夏末，当它们的数量激增，食物供应减少时，它们会涌入房屋并爬上我们的野餐桌，这可能会非常烦人。实际上，黄蜂的种类非常多，其中大多数与此截然不同。其中许多是寄生蜂，它们的生活方式令人毛骨悚然，科幻电影《异形》肯定从中汲取了灵感。这些黄蜂的雌性将卵产在其他昆虫体内，通过尖锐的产卵管将其注入。一旦孵化，幼虫就会从内部吞噬它们的宿主，最终从垂死的身体中爆裂出来，形成它们的蛹。其他种类的黄蜂则捕捉猎物，并将它们喂给小巢穴中的幼虫，蜜蜂就是从其中一个黄蜂科——Sphecidae 科——进化而来的。在 Sphecidae 科中，雌性黄蜂会在巢穴（通常是地下洞穴）中储存它们首选猎物的尸体，或者储存麻痹但仍然活着的身体。它们攻击的昆虫和蜘蛛种类繁多，不同的黄蜂种类更喜欢蚜虫、蚱蜢或甲虫。在某个时候，一种 Sphecid 黄蜂尝试用花粉而不是死昆虫来储存巢穴。这可能是一个循序渐进的过程，黄蜂最初只是在巢穴食物中添加少量花粉。由于花粉富含蛋白质，因此它会提供良好的营养补充，尤其是在猎物稀少的时候。当黄蜂最终进化到完全以花粉为食时，它就变成了第一只蜜蜂。
我们不确切知道这发生在多久以前，因为昆虫很少形成化石，因此我们不得不从零散的信息中拼凑出它们的历史。偶尔，昆虫会被困在树脂中，树脂会石化成琥珀，精美地将它们永久保存下来。蚂蚁等爬行昆虫似乎最容易被困住，但蜜蜂似乎很少如此愚蠢，蜜蜂化石的例子尤其少见。已知的最古老的琥珀蜜蜂大约有 8000 万年的历史，是一种被称为无刺蜂的类型，类似于今天生活在南美洲的物种。这些是先进的社会性蜜蜂，生活在庞大的蜂群中，因此很有可能最早的蜜蜂早在很久以前就已在空中飞舞。
关于昆虫进化的另一个不同的信息来源是对 DNA 序列的分析，这使我们能够对不同进化谱系的分歧时间做出有根据的猜测。对黄蜂和蜜蜂 DNA 相似性的研究表明，第一批蜜蜂出现在大约 1.3 亿年前，比已知的最早的蜜蜂化石早 5000 万年，并且可能非常接近第一批花朵在白垩纪进化出来的时间。
数百万年来，蜜蜂已经适应了以各种方式以花朵为食。许多物种变得多毛，这有助于它们从花朵上刷下花粉，并在飞行中保持花粉。例如，在切叶蜂中，花粉储存在腹部下侧的浓密毛发中，因此蜜蜂通常看起来有鲜黄色的腹部。在熊蜂和蜜蜂中，后腿上的硬毛形成一个花粉篮，花粉被放置在其中。如果要去花朵上采集花粉，那么采集花蜜也是有意义的，因为花蜜是维持飞行的极佳糖分来源。花蜜的生产对植物来说成本很高，因此许多花朵随着时间的推移进化出隐藏花蜜的能力，以确保只有最有可能为它们提供可靠花粉传递服务的昆虫才能获得花蜜。许多蜜蜂进化出越来越长的舌头，以便更容易够到隐藏在花朵中的花蜜；现在有些蜜蜂的舌头比它们的身体还长。*
1.3 亿年前最早的蜜蜂几乎可以肯定是独居物种，而大多数现存的蜜蜂物种仍然如此。每只雌蜂都会建造自己的巢穴，通常是在地面的小洞里，或者在树木或墙壁中。在切叶蜂中，巢穴内衬着整齐剪裁的半圆形叶子，用丝绸粘合在一起。巢穴完成后，雌蜂会在里面装满与花蜜混合的花粉，并产下一个或多个卵。生命周期变化很大，但通常雌蜂不再照顾它的后代，只是将巢穴入口封闭起来，让它们自己吃花粉并自行发育。温带气候下的大多数独居蜜蜂每年只繁殖一代，因此后代有时会在巢穴中发育十一个月，然后才作为成虫出现。
独居蜜蜂物种往往体型较小，颜色较深或暗淡，这就是为什么人们很少注意到它们的原因。尽管如此，许多独居蜜蜂非常常见，并且经常生活在花园中，有些甚至在房屋砖块之间的旧砂浆中筑巢。这些不起眼的生物的生活很少明显地影响到我们自己的生活，尽管它们可能在我们不知情的情况下为许多农作物的授粉做出了巨大贡献（蜜蜂经常获得所有功劳）。
我曾经参与过一起相当奇怪且不受欢迎的独居蜜蜂影响人类的事件。我接到航空工程师的电话，他们正在调查一起仪器故障的原因，该故障迫使一架属于某个著名超级大国的军用直升机——保密协议阻止我透露是哪个国家——进行紧急着陆。一个小型但至关重要的仪器，用于测量空速并控制后旋翼的旋转速度，发生了故障，仪器的英国制造商发现自己受到供应危险缺陷组件的嫌疑。经过仔细检查，结果表明故障的原因是一个粘性黄色物质塞堵塞了仪器外壳上的一个小而必要的孔。他们的调查表明，该物质可能是花粉，这时我被请了进来。这确实是花粉，可以确定属于某种豆科植物，毫无疑问，这是一只小型独居蜜蜂放在那里的，它在飞机停放时将这个孔当作了自己的巢穴。当蜜蜂从觅食之旅返回时，它大概非常失望地发现它的巢穴已经消失了。
让我们回到我们的时间之旅。回顾一下，蜜蜂最早可能出现在 1.3 亿年前，到 8000 万年前，一些蜜蜂已经进化出社会性生活方式，因为最早的化石是社会性无刺蜂。在第一批蜜蜂出现约 6500 万年后（巧合的是，在现在 6500 万年前），地球经历了灾难性的变化。如今，大多数科学家都认为，一颗陨石撞击了地球，大致位于现在的尤卡坦半岛，引发了海啸和大规模火山爆发，火山爆发使空气中充满了如此多的灰尘，以至于遮挡了阳光，反过来又导致气温在数月或数年内降至冰点以下。当时地球上几乎所有大型生命形式都迅速灭绝，恐龙也在其中。令人惊讶的是，许多较小生物群体的代表以某种方式幸存了下来。就稀疏的化石记录显示，主要的昆虫类群——蜜蜂、蚂蚁、蚱蜢、甲虫等等——似乎迅速恢复了，尽管很可能无数个别昆虫物种灭绝了。开花植物也幸存了下来，大概是以休眠种子的形式。我们自己的祖先——小型、毛茸茸、温血——可能通过以大型动物的尸体或种子和坚果的储存为食，以及通过在森林死亡后产生的大量腐烂植被堆中保暖来维持生命。不久之后，地球再次充满了生命，尽管生命形式要小得多。
我们的哺乳动物祖先利用了许多空置的生态位并实现了多样化。如果不是陨石撞击，包括我们自己在内的大多数大型哺乳动物是否会出现都值得怀疑。一些物种变得更大，填补了曾经由恐龙占据的角色；其中包括身高 6 米、体重 3 吨的地懒，以及巨大的类犀牛动物 Uintatherium。大约在 3000 万到 4000 万年前，第一批熊蜂出现在这个巨兽世界中。这与气温较低的时期相对应，这可能促使蜜蜂变得更大、更毛茸茸。我们最好的猜测是，第一只熊蜂生活在亚洲中部的山区，因为那里仍然是熊蜂多样性最高的地区。从那里，它们从喜马拉雅山向西、向东和向北扩散，占据了欧洲、中国和西伯利亚，甚至远至北极圈。由于熊蜂在温暖的气候中容易过热，因此它们没有向南扩散到赤道附近，这就是为什么在最近一些有意的引进之前，澳大利亚、新西兰或撒哈拉以南非洲地区没有熊蜂的原因。大约 2000 万年前，熊蜂从西伯利亚迁徙到北美，在那里它们茁壮成长并向南扩散。最终，大约 400 万年前，少数物种沿着中美洲的山脉向下移动，占据了南美洲，成为南半球唯一自然存在的熊蜂。
现在我们来到了今天。世界因生物物种的非凡多样性而受到祝福。到目前为止，已命名的大约有 140 万种，但对真实总数的估计差异很大，从 200 万到 1 亿不等。已知物种中有 250 种是熊蜂（熊蜂属Bombus的成员，其中 27 种自然存在于英国）。在偏远地区可能还有一些尚未被发现，但可能不多了。已知的大约有 25,000 种蜜蜂（蜜蜂总科 Apoidea，英国已知有 253 种），但无疑还有更多有待发现，尤其是在热带地区。蜜蜂反过来又属于非常成功的昆虫目膜翅目，膜翅目也包括蚂蚁和蜜蜂进化而来的黄蜂，已知有 115,000 种。膜翅目反过来只是众多昆虫类型之一，统称为地球上最成功的生物群体，已知物种约有 100 万种，约占地球上所有已知物种的 70%。
直到最近，这个物种数量还是自生命开始以来最高的。然而，在过去的几千年里，随着人类改造地球表面，物种数量开始迅速下降。随着我们的祖先从非洲扩散开来，许多大型哺乳动物（如猛犸象、巨型地懒和剑齿虎）迅速消失，要么被人猎杀至灭绝，要么因猎物消失而被驱赶至灭绝。大多数物种都无法抵御手持长矛和弓箭的人群的猎杀。目前，物种灭绝的速度是自然速度的 100 到 1000 倍，这主要是由栖息地破坏和入侵物种造成的破坏所驱动的。据估计，每二十分钟就有一个物种灭绝。
到目前为止，据认为全球只有三种熊蜂已经灭绝：Bombus rubriventris、Bombus melanopoda 和 Bombus franklini，但肯定会有更多熊蜂会随之灭绝。往往是老虎或犀牛等大型哺乳动物的灭绝威胁最能引起公众的关注，但可以说，较小生物的丧失应该最让我们担忧。昆虫负责提供许多“生态系统服务”，例如授粉和分解，毫无疑问，地球上的微小生命（包括我们自己）都离不开它们。正如著名生物学家 E. O. 威尔逊所说：“如果全人类都消失了，世界将再生恢复到一万年前存在的富饶平衡状态。如果昆虫消失了，环境将崩溃成混乱。”
* 纪录保持者不是蜜蜂，而是一种天蛾，Xanthopan morganii，它的舌头长约 30 厘米（蛾本身长 6 厘米）。这种蛾以马达加斯星兰花Angraecum sesquipedale为食，后者的花蜜隐藏在 30 厘米深的距的基部，这是共同进化的一个美丽的例子。在 1862 年收到兰花的例子后，查尔斯·达尔文预测一定存在一种舌头足够长的蛾来以它为食，但直到 1903 年才最终发现这种蛾。