家蠶無愧于天蟲的美名＊

陳玉銀

（浙江大學 動物科學學院，浙江 杭州 310058）

蠶，自被人類發現之日起，其一生注定不凡。從嫘祖始蠶到如今絲綢風靡全球，蠶業的發展史反映了人類的進步史。伴隨蠶業的發展，我國先民創造性的開辟了絲綢之路[1]，建立了桑基魚塘立體循環農業，影響了全人類的生活方式[2]。蠶桑文化的主角——蠶，享有天蟲的美名，是一條集神奇、神圣、神秘又神韻于一身的小蟲[3]。5000多年來這條小蟲一直陪伴著我們，為我們人類的生活帶來了難以估量的福祉，它在我們中國人的心目中已經不再是一條蟲子，而是一個神物、一份象征、一種文化。本文將探討這條吐絲天蟲與生俱來和人類賦予的特質與傳奇。

1 無悔的一生

1.1 超常的生長速度

家蠶剛孵化時形如螞蟻，故稱蟻蠶，從蟻蠶到吐絲結繭的幼蟲期大約22 d～28 d，它們的身體會長大上萬倍，用個不恰當的比喻，要是換成人類在一個月的時間里長大成4000 m的巨人，是不是太令人吃驚了？在那么短的時間內要擴大上萬倍，它們的皮膚顯然沒有那么大的擴張能力來包容身體，怎么辦呢？就用蛻皮來解決。蠶的幼蟲期一共要蛻四次皮，每兩次蛻皮之間的那段生長期就稱作“齡”，所以就有五齡。每次蛻皮前它們都不吃不動，像睡著了一樣，所以我們就稱之為“眠”。但其實此時它們沒有睡覺，其身體內進行著非常活躍的生理活動，在短短的一天時間內要完成新皮的形成與舊皮的褪去，是非常高效的。還有，蠶兒在每次眠之前會吐少量的絲，把自己的腳固定在桑葉上，在蛻皮時它會在頭部裂開一條口子，然后身體慢慢地從這里爬出來，而老皮由于固定在桑葉上就被留在身后，很聰明吧！

1.2 為什么非要作繭自搏

在自然條件下，蠶作為一種完全變態的昆蟲，在蛹階段停止取食，喪失行動能力，很容易受到天敵的傷害，其生命最為脆弱。蠶進化出吐絲結繭的行為，將自身包圍在致密的繭殼當中，這時有人就說它是“作繭自搏”，可是蠶兒有話要說了：我這樣做是為自己造一個小房子，既可以躲避天敵，又可以放心地在繭里變成蠶蛹并讓蠶蛹轉變成蠶蛾的形態。所以吐絲結繭把自己裹起來，是蠶適應自然環境并保護自己更好地贏得新生的本能。

我們再來看看蠶吐絲的過程：蠶頭部不停地擺動，頭部的肌肉隨著擺動來回伸縮，將體內液態的蠶絲蛋白抽壓出來，呈“8”字形吐出絲圈。這些液態的蠶絲一接觸空氣，就會迅速凝結成固態絲。蠶就這樣不停地搖擺著，連續工作2 d～3 d，吐出不間斷的蠶絲達1 km～2 km之長，這需要差不多搖擺30多萬次！想象一下，不吃不喝連續工作2 d～3 d會是什么感覺？這就是蠶的神奇之處，真是“春蠶到死絲方盡”啊！此時的蠶其實并沒有死，它在吐絲結束后，進行了一次脫胎換骨的革命，完成了如鳳凰涅槃般的再生，在短短的幾天內把幼蟲期的全部器官和組織解離，變成一個紡錘形娃娃模樣、有幾丁質外殼的蠶蛹，隨著蠶蛹顏色的加深，它的內部不停地進行著劇烈的革命，最后又從蠶蛹變成完全不一樣的蠶蛾。這短短十幾天的兩度徹底革命性的變態，又一次讓我們感嘆天蟲的神奇。

1.3 羽化成蛾

前面說到蠶兒很聰明，做個繭子躺在里面就以為高枕無憂了，但人更聰明，發現蠶絲是最好的天然纖維，可為人類所利用。因此，以為做個繭子是最安全的，沒想到另一種更高級的動物就看中了這個繭子，這真是“聰明反被聰明誤”，反誤了卿卿性命。大部分的蠶在化蛹后就不幸的被殺死在繭里，沒有機會羽化成蛾，完成它完整的一生，而真是應了那句名詩“春蠶到死絲方盡”，竭盡全力吐出所有的蠶絲后就終止了生命，留得珍貴的蠶絲為人類享受。當然，總有一部分作為傳宗接代的種子是有機會羽化生子的。大家都知道蠶繭既然能起到保護蠶蛹的作用，作為纖維皇后的蠶絲當然就有其高強度高彈力等優點，蠶絲的強度是天然纖維中最大的，只比同樣粗細的鋼絲強度略微遜色，所以不要說小小蠶蛾咬不破蠶繭，就是人的利齒也很難咬破蠶繭。那革命成功后的蠶蛾怎么才能破繭而出呢？又該秀一秀天蟲的智慧了，在蛹變成蛾的過程中，它準備的破繭神器就是產生一種叫溶解酶的蛋白質，在它從蛹殼里爬出來的第一件事是將這種溶解酶吐在繭的一端，溶開蠶繭的絲膠，使這一部分的繭絲變得松軟，然后用它的爪子拔出一個口子，蠶蛾就很輕松的從這里鉆了出來。這時候的蠶蛾是濕漉漉的，過一會晾干了身上的鱗毛，震開翅膀，就開始求偶交配，以產下可育的蠶卵，這時她才算完成了無悔的一生。

2 龐大的家族

2.1 各具特色的家系

蠶所在的家族是非常龐大的，要說遠親的昆蟲綱有75萬多個種，蠶只不過是其中的一種，要說近親會吐絲的昆蟲也有700多種，但多沒有實用價值。這里我們就來認識一下家蠶本身也有不同的種族。家蠶起源于中國，這應該是不爭的事實，無論從考古學、歷史記載以及上個世紀的細胞遺傳學和生物化學研究成果，還是最新的分子遺傳學研究結果，都證明了家蠶起源于中國野桑蠶。家蠶在我國古代被馴化后，隨著人類活動而向世界各地傳播。在漫長的年代中，家蠶經過不同的地理、氣象等環境條件下的自然選擇和人工選擇，并長時間處于地理隔離狀態，由于沒有品種交換帶來的遺傳物質的交流，因而形成了不同的四大地理系統，即中國系統、日本系統、歐洲系統和熱帶系統。各系統又根據化性特征，分化出一化、二化或多化等多種生態類型。因此，家蠶有四大系統八大生態類型，它們各自有自己顯而易見的種族特點。

2.2 多姿多彩的品種

家蠶經過幾千年的進化，特別是我們祖先的精心馴養以及現代分子育種改造技術的介入，今天的家蠶形成了非常豐富的遺傳多樣性。中國是擁有家蠶品種資源最多最為豐富的國家，目前在實驗室保存的有1000多份，這些多姿多彩的寶貝對家蠶實用新品種的培育作出了巨大貢獻。下面舉幾個例子來認識一下婀娜多姿的蠶花姑娘從卵到蛾不同階段的美麗模樣。

通常大家熟知的蠶卵多為不起眼的灰色或紫褐色等，但在家蠶的基因庫里有很鮮艷漂亮的紅、粉、白和黑色等。蠶幼蟲除了白白胖胖的寶寶樣，還有穿著斑馬紋、鵪鶉斑、星星和彎月形狀等漂亮花衣裳的。蠶蛹的外形較為單一，但1992年12月我國蠶業工作者利用俄羅斯發射的第10顆生物返回式科學實驗衛星（1992年12月29日升空，1993年1月10日回收）進行的搭載試驗中，發現了螯蝦樣的蠶蛹。蠶蛾由于在長期的家養馴化和品種選育過程中，向高產、易交配、易管理方向發展，實用蠶品種的蠶蛾已經喪失了飛翔的功能，蛾身多為潔白，但也有黑色蠶蛾和灰色蠶蛾等，蠶蛾的眼睛多數為黑色，但也有紅色、黃色和白色等。隨著近代、現代育種技術的進步，人類對家蠶的改造是極其顯著的，除了提高蠶繭產量和質量外，最為突出的是把兩性基本平衡的家蠶改造出只有雄性的世界（雄蠶品種）或只有姑娘的女人國（孤雌生殖）。

2.3 色彩艷麗的蠶繭

隨著人類社會工業化的進展，標準化的商品生產需要統一、穩定、高質量的原材料，繭絲的原料也向潔白、高產、高質的方向發展。生產上的實用蠶品種多為白繭系列，因此人們習慣于蠶兒都是做白花花蠶繭的思維。但天蟲的世界其實有各路奇才，可以編織出天然的五彩蠶繭。有人問這些蠶幼蟲也是吃普通的桑葉嗎？有加入人工色素嗎？答案是就跟做白繭的蠶兒一樣吃普通的桑葉，但吐出或紅或綠或金黃或橘紅等鮮艷的彩色絲，因為這些蠶兒的遺傳基因不一樣。是轉基因的嗎？不是！是在漫長的歷史長河中，在自然界為了適應不同的環境形成的保護色，為了偽裝與所處環境一樣的顏色來保護自己，而慢慢進化來的，不得不又為天蟲的能耐而感嘆了。

3 輝煌的成就

3.1 曾經的“功勛產業”

你可能很難想象這條小小的蟲子是那么的不可思議！她東渡扶桑國，西走歐羅巴，跋涉新大陸，幾千年來，偉大的蠶絲業傳播一直所向披靡。不僅僅在中國曾經撐起一個綿延數千年的產業，是名副其實的功勛產業。在日本的二戰前經濟積累和戰后重建，蠶絲業均是最重要的功臣。眾所周知，上個世紀改革開放的初期，繭絲綢產品出口是我國的主要創匯來源。今天我國的蠶絲業在國民經濟中的比重已經很小，但無論是產量還是質量仍然雄冠世界第一（如圖1所示），把世界第二的印度遠遠地拋在后面。

圖1 世界各國蠶繭產量百分比（根據中國絲綢年鑒和FAO統計數據）Fig.1 Percentage of Silkworm Cocoon Production Worldwide(according to China Silk Yearbook and FAO statistics)

3.2 當今的模式昆蟲

隨著社會的發展、科技的進步，家蠶這條小小的蟲子也在不斷的轉變角色，充分發揮她神奇的作用。在20世紀初，家蠶就成為著名的模式生物[4]。所謂模式生物就是生物學家為了揭示某種具有普遍規律的生命現象而選定用于科學研究的生物物種，2002年國際無脊椎動物協會將家蠶確定為鱗翅目模式昆蟲。家蠶一直來就是動物遺傳學的先驅，是生物教學的理想材料，是優選的生物反應器，是重要的昆蟲工廠，還是多種人類疾病的研究模型，家蠶無愧于天蟲的美名。

3.3 天蟲不老

可以說蠶絲業已經走過了它最輝煌的歲月，古老的蠶絲業在當今社會多元化需求、人造纖維工業進步神速等方方面面的擠壓下，的確有些老態龍鐘的感覺了，今后的路會怎么走無法肯定。但是在近年來對蠶絲業的一片唱衰聲中，天蟲依托著高新技術和社會新需求正在進行脫胎換骨的革命，蠶絲業的發展也與時俱進、換發新氣象。2019年1月20日，浙江嵊州巴貝集團舉行成果發布會，向世界宣告：全齡人工飼料智能化養蠶已經成功量產，讓愛吃桑葉的蠶兒吃上人工烹制的美食，住進恒溫無菌現代化的“豪宅”，這不僅僅對于推動傳統產業轉型升級具有十分重要的意義，而且對于家蠶作為生物反應器的商業化應用打開了無量前程。現代生物工程技術應用，更讓家蠶身價倍增。將珍珠貝母的生物鈣化基因導入家蠶的轉基因家蠶可吐出具有生物礦化功能的蠶絲，用于醫用材料可有效修復骨組織；導入黑寡婦蜘蛛基因的蠶絲可用于防彈材料的開發。總之，全新的生產方式、經營理念和現代科技讓這個古老的產業煥發出更加燦爛的光彩，也許在不久的將來傳統意義上的蠶絲業是否還會存在，但可以肯定的是天蟲永遠不老！