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黄脊竹蝗（资料图片） |
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飞蝗（资料图片） |
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沙漠蝗（资料图片） |
□那拉 蝗灾与旱灾、洪灾并称我国历史上的三大自然灾害。近年来，俄罗斯、北美和南美均遭遇到当地蝗虫的袭扰。在世界范围内，蝗灾对农业、经济和环境仍然构成重大威胁。但人类真正在科学上对蝗灾成因的认识却不足百年。 人类对蝗虫聚群成灾的认识经历的几次重要突破，首先是国际著名昆虫学家和“蝗虫学之父”尤瓦洛夫提出的著名的“蝗虫型变理论”；然后是英国科学家辛普森领导的团队在20世纪90年代建立的沙漠蝗群居型与散居型行为判别模式和生理学特征。 最近，我国中科院康乐院士团队为第三次重大突破作出了贡献，他们发现一种飞蝗群聚信息素4VA，揭示了飞蝗群聚的奥秘。 飞蝗与沙漠蝗危害最大 尤瓦洛夫的发现，指出飞蝗之所以能成灾，是因为蝗虫可以从低密度的散居型转变为高密度的群居型。在此之前，人们一直认为，散居和群居蝗虫可能是两个不同物种。型变理论提出之后，人们先后在世界上发现大约有10种最具危险性的蝗虫都有此类型变现象。而飞蝗与沙漠蝗是其中两种危害最大的种类。 飞蝗是世界上分布最广泛的蝗虫，至今仍然是非洲、亚洲、中东和澳大利亚的重要农业害虫，据我国近2000多年来的历史记载显示，飞蝗带来大规模的蝗灾发生过800多次。 另一种沙漠蝗则仅仅分布在非洲、中东、南欧和南亚地区，但其危害同样巨大，其记载可以追溯到5000多年以前。从2019年到2020年6月，沙漠蝗的爆发从非洲之角到伊朗南部和印巴边境，蔓延到20多个国家和地区。联合国粮农组织（FAO）曾判断，沙漠蝗蝗灾波及区域达26万多公顷，规模为25年一遇，1平方公里的蝗群1天能吃掉3.5万人的口粮。 发现4VA就是群聚信息素 研究者们推测，令蝗虫群聚的原因可能是食物、繁殖地、性成熟、群集信息素、气候等因素，但一直未有定论。20世纪70年代，国际上科学家们才逐步认识到，群聚信息素可能是蝗虫能够聚集的最关键因素。有几种化合物被认为可能是蝗虫的群聚信息素，这些信息素被命名为蝗醇、蝗酚等。但是这些化合物中没有一种化合物能符合群聚信息素的所有标准，特别是没有野外种群验证的证据。 最近，中科院动物研究所康乐院士团队通过分析飞蝗群居型和散居型飞蝗的体表和粪便挥发物，在35种化合物中鉴定到一种由群居型蝗虫特异性挥发的、释放量低但生物活性非常高的化合物——4-vinylanisole（4VA，4-乙烯基苯甲醚）。他们通过一系列行为实验后确定，4VA对群居型和散居型飞蝗无论不同发育阶段和性别，都存在很强的吸引力。而且这种化合物还能够响应蝗虫种群密度变化，随着种群密度增加而增加。甚至只需4-5只散居飞蝗聚集，就能触发这种化合物的产生并引发群聚。 研究人员通过化学分析、行为验证、神经电生理记录、嗅觉受体鉴定、基因敲除和野外验证等多个层面对飞蝗群聚信息素进行了全面而充分的鉴定和验证，他们发现，这种4VA在户外和自然环境中也能够吸引和聚集蝗虫，不仅能吸引野外种群，而且不受自然环境中蝗虫背景密度的影响。因此他们发现和确立了4VA正是吸引飞蝗群聚的一种关键群聚信息素。 新发现能更有效控制蝗灾 这项研究被认为是昆虫学研究的一个重要突破。日前其相关论文已发表在专业期刊《自然》上。该研究不仅揭示了蝗虫群聚的奥秘，而且使蝗虫的绿色和可持续防控成为可能。 这项研究将从多个方面改变人们控制蝗灾的理念和方法：利用人工合成的信息素可以在田间长期监测蝗虫种群动态，为预测预报服务；利用人工合成的信息素可以设计诱集带诱集蝗虫，并在诱集带集中使用化学农药或生物制剂将其消灭，从而极大地减少化学农药的使用；可根据4VA的结构设计拮抗剂，阻止蝗虫的聚集；使用基因编辑技术建立4VA反应缺失的突变体，长期释放到野外，就可能在重灾区建立起不能群居的蝗虫种群。这样既在野外维持了一定数量的蝗虫，又达到可持续控制的目的，将环境保护与害虫控制有机地结合起来。 这一发现具有重要的理论意义与应用价值，进一步推动了国际蝗虫领域的研究。 延伸阅读 干旱天气令蝗灾更盛 在中国古代，但凡有蝗灾的年份，必然伴随着干旱。所以，气候变化和蝗虫形成有密切的关系。 蝗虫喜欢温暖干燥的气候。久旱之后，河流断流，湖泊干涸，在干热环境中，蝗虫产卵成活率较高。据测算，蝗灾形成时，每平方米的土地里，最多可以容纳卵块4千到5千个，每个卵块又由50到80个卵组成，这样，每平方米土地里，就会有卵20万到40万个。 而且由于干旱，植物生长索取的营养物质较常年偏多，以这样更有营养价值的植物为口粮的蝗虫，虽然吃下的是同样多的食物，却长得更快。 新闻链接 世界各地蝗灾泛滥 ●肯尼亚今年2月时有29个郡遭受沙漠蝗虫侵袭，这也是肯尼亚70年来最严重的一次蝗灾。7月底，联合国粮农组织表示，由于推出了强有力的遏制措施，该国目前仅剩下2个郡还没有遏制住沙漠蝗虫的侵袭，“估计目前我们已杀死整个地区约4000亿只蝗虫”。但年底，沙漠蝗还可能出现再次反攻的势头。 ●来势汹汹的“沙漠蝗”大军6月时已开始大规模侵入俄罗斯南部。俄罗斯南部的农民为了保护小麦，不得不从早到晚、连续两周不停地喷洒化学药剂防范蝗灾。科学家们认为，气候变化还在让这一情况变得更糟。 “沙漠蝗”被认为是世界上最具破坏性的迁徙性害虫。它们成群结队活动，有时候一群蝗虫能够超过5000万只，每群蝗虫每天可以飞行200多公里，吃下相当于3.5万人吃的食物，每平方米产卵1000个。 ●蝗虫最近还席卷了印度西部和中部各邦，高温天气进一步加剧了虫害。在喷洒杀虫剂的同时，地方当局还通过在车上放置扩音器大声播放音乐的方式，来驱赶蝗虫。 巴基斯坦也深受“沙漠蝗”之扰。巴基斯坦官方消息称，数百万只昆虫正成群结队地在田间移动，巴基斯坦政府为此已经动用了9架飞机杀虫，之后还将增加更多。 《印度斯坦时报》报道称，如果“沙漠蝗”在印度、巴基斯坦和西非成功繁殖，那么，今年年底前它们入侵的情况将会变得更糟。 ●今年的6月28日，我国云南普洱市发现了一种黄脊竹蝗，它们从老挝飞来，目前已经影响到当地11万亩土地。这种黄脊竹蝗，主要以竹子、八角、粽叶芦等植物为食物，但如果数量达到一定量级，它们就会什么都吃。被黄脊竹蝗侵袭过的竹林，就像是火烧过一样，会丧失再生能力，甚至在第二年发芽的季节，竹笋破土而生的能力也几乎没有。但相对于沙漠蝗主要以玉米等粮食作物为食相比，黄脊竹蝗的破坏力还是有限的。 为此，当地组织了无人机日夜坚守。目前一架无人机要照顾到1万亩的林保工作。 趣闻 ●人尿诱杀？ 云南地区的人们据说有一个“民间偏方”对付黄脊竹蝗，就是用人尿诱杀——用100千克人尿液，加上2-3千克的5%敌百虫粉搅拌均匀。之后用稻草浸泡，一定要泡透，然后堆放在竹林中诱使蝗虫食用。但高温天气下，此法也令竹林“味道很重”。 ●生物治蝗？ 很多地方的人们会用鸭群、鹅群来对付蝗虫。以牧鸭为例，一只牧鸭一天可吃蝗虫70只，的确能起到一定作用。但如果蝗虫数量过多的话，鸭子就会表示“无能为力”了。 ●油炸蝗虫？ 有人曾提出可以油炸蝗虫，让人类来“消化”掉大量蝗虫。但专家指出，蝗灾时候的蝗虫体内会分泌氢氰酸，这是一种有毒物质，所以这时的蝗虫不可轻易食用。
