科學匯|蠶為啥能榮登「科寵」第二寶座?一起來解鎖它的小秘密吧

2020-12-03 錢江晚報

錢江晚報·小時新聞記者 郭聞

這個季節,按往年的情況,應該是學生娃家裡的蠶紛紛收工羽化成蛾下卵的時節。但是因為今年疫情關係,學校推遲開學,所以配合科學課下發的蠶卵也就遲了。目前,基本應該是蠶們上山吐絲結繭的時候,所以,錢江晚報《成長讀本》收到的關於蠶的問題也特別多。

那麼這期的科學話題,我們就來聊聊這個「科寵」(科學課寵物)第二——蠶。

蠶,敢作為三年級(下)科學課本「動物的一生」這一章節代表動物的,顯然不會是簡單的傢伙。正好前幾天有這麼一則消息:我國科學家們首次構建了家蠶全基因組編輯篩選平臺。

其實早在2004年,西南大學的科研團隊就已率先完成了家蠶基因組圖譜解析,使家蠶成為較早完成基因組測序的物種之一。這些科研成果的目的之一就是,推動家蠶的遺傳育種工作,最終有助於家蠶遺傳育種的精準化、規模化、工程化和多元化,推動蠶桑絲綢產業創新升級。

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說到蠶桑產業創新升級,浙江省農科院蠶桑所的主要工作便是這樣的應用科學。

在杭州石德立交橋下,有一大片桑樹林,那是省農科院蠶桑所的桑樹實驗田。春天的時候路過,透過防護網,你會發現這兒的桑樹特別粗壯,桑葉也特別大而肥厚,在陽光的照射下泛著健康的綠色,看上去感覺就很有營養。如果這時候家裡正養著幾條蠶,你一定會忍不住心動,很想摘幾片帶回家給蠶嘗鮮。

是的,這兒的桑葉是外面市場上買不到的,大部分蠶一生都想不出這樣的桑葉啃一口會有多麼的美味。它們是桑樹未來的改良方向,一如瓜果蔬菜的改良育種一樣。當然,省農科院蠶桑所的實驗蠶是能吃上這樣的桑葉的,考察的正是這些改良桑葉對蠶產絲線的產量、質量的影響。

桑的改良和育種只是蠶桑所科研內容的一部分,終極目的都是為了絲產品的不斷創新和改進。所以蠶作為絲產品的「始作俑者」,關於它的研究就很重要了。

中國有著5000年的蠶桑史。而我們現在能夠在家裡養的蠶,就和家禽家畜一樣,是從野生蠶裡挑揀出來,不斷進行育種優化的結果,保證了蠶結出的絲比它在野生的時候,更光滑柔順、絲更多、繭更大。蠶的外表形態也有很大不同,家蠶個大肥白,野蠶又小又瘦。如果去野外細心點,現在還能找到野蠶,但是實在是沒什麼利用價值,而且如果繁殖過多的話,會把種植的桑葉吃光光,反而成為農作物害蟲了。

省農科院蠶桑所一直在進行關於蠶的改良育種研究,就在去年,一項新成果已經應用於企業生產中——人工飼料工廠化養蠶。聽上去是不是很顛覆?蠶桑所的高級實驗師葉愛紅老師說,這項技術經過了7年研發,顛覆的是中國幾千年來的蠶養殖觀念和技術,是我國絲綢產業的一次重大革命。

蠶靠吃桑葉長大,但是工廠化養殖的蠶吃的不是桑葉而是飼料,它是由脫脂大豆、玉米粉、少量桑葉粉,加之維生素複合物等組成,根據不同齡期的蠶所需營養有不同的配方。並且也不需要像往常養蠶那樣,每天都需要添加桑葉,而只需在每一齡的時候投放一次飼料就可以了。也就是說,蠶的一生是四眠五齡,那麼只需投放5次飼料就可以了。

但是,這種養蠶方式,對蠶種和飼養環境的要求很高。蠶種是農科院改良後的品種,飼養硬體上,需要做到恆溫恆溼及清潔。目前,嵊州巴貝集團年產1萬噸的一期工程已經正式投入生產。也就是說,今後一年四季都可以通過工廠化養蠶,不再像以前那樣受季節、場地和人工的限制,絲的產量將大大提高。

就像現在的科學課本,蠶這一章節是放在下學期上的,因為這時候是春季,桑葉有供應了,可以養蠶了。如果哪一天,人工飼養蠶技術全面鋪開的時候,科學課本篇目隨之調整估計也不是不可能的。

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蠶這個小東西,細究起來是很有意思的。浙江大學動物科學學院特種經濟動物科學系副教授、博導王華兵老師說,把蠶放入科學課本,並且讓學生人人都可以飼養,其實是有講究的。因為它是經過5000年馴化後相對對人類最友好的動物,在它的身上找不到人蓄共患病、攻擊性之類的缺陷,所以讓學生甚至是幼兒飼養也很安全。這也是為什麼蠶是「科寵」的原因。

別看養蠶似乎比較簡單,但要養好也是不容易的,細想起來,很多話題也是能瞬間考倒認為「So easy」的人的。比如,你知道怎麼分蠶的公母嗎?嚴肅點。分公母其實是很重要的一件事。你想啊,如果一個盒子裡養了一群公蠶或母蠶,那麼是不是會覺得很虧?本來還指望它們可以化蛹成蛾後下一堆蠶卵接著養呢。

蠶分公母確實是有些難度的,尤其是在它們還是小蠶寶寶的時候,用肉眼分辨是基本沒指望的,把卵放在顯微鏡下還能分辨一二。但這樣的實操性很差。

只有從四齡蠶到五齡蠶過程中蛻皮後,可以觀察蠶的肚子,母蠶肚子上有4個小白點,而公蠶則沒有。

葉愛紅老師說,蠶化蛹成蛾下卵後倒是可以通過肉眼觀察分辨一二,比如受精卵剛生下時是淡黃色然後顏色會逐漸變深,而未受精的則一直是淡黃色。但這種辨識方法也不是絕對的,因為蠶有近千個品種,每種蠶表現出來的特性都是不一樣的,只能說這是一個大概的辨識方法。

那麼家裡出現一堆受精的蠶卵後怎麼辦呢?葉老師說,可以在自然溫度下放到冬天后再把它們放在盒子裡放入冰箱的冷藏層(記住不是冷凍!),讓它們在10度以下待著。等到開春桑樹發芽的時候,把它們拿出來,一般在10攝氏度以上的室溫情況下就會慢慢地卵出蠶寶寶,這個過程需要10天以上的時間。孵化蠶寶寶不是件難事,主要是要有耐心,並且要保持一定的溫度,但也有失敗的機率。

比如像今年,求是教育集團浙大二附小就碰到了這樣的情況,由於疫情影響,蠶寶寶沒有及時孵出來,三年級孩子的科學養蠶活動遇到了一些小困難,因為學校沒有蠶寶寶發給學生了呀。於是,王華兵老師帶著他的科研團隊給整個求是教育集團所屬的4所學校三年級學生贈送了團隊研究的會吐彩色蠶絲的蠶寶寶,有黃綠白粉四色。

這些彩色蠶裡的黃色蠶絲,目前已經規模化投入到生產領域,大量運用於蠶絲被的生產,因其喜慶的顏色頗受消費者歡迎。

在過去,一說到養蠶,人們通常會想起江南水鄉人家。是的,只有在江南,蠶和桑這一對相愛相殺的動植物,才是最佳CP,雖然中國有26個省有養蠶的習慣,但就是江南的蠶和桑長得肥碩強壯質量好。

所以我們江南關於蠶的研究也是佔據全國領先地位的,有產業有研究,科學家不僅研究桑蠶的改良及培育,還研究桑黃的人工栽培與天然藥用資源的拓展、昆蟲資源綜合利用,以及蠶的幼蟲或蛹研發具有應用價值的醫用蛋白、工程疫苗等。

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