【央广网】中科院康乐院士团队成功揭示蝗虫聚群成灾奥秘

海底捞国  央广网北京8月13日消息(记者李欣)据中央广播电视总台中国之声《新闻晚高峰》报道,在人类历史上,蝗灾与旱灾、洪灾并称三大自然灾害,在全球造成了严重的农业和经济损失。从2019年到今年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天就能吃掉3.5万人的口粮。在世界范围内,蝗灾仍然对农业、经济和环境构成重大威胁。

  尽管蝗灾与人类发展历史长期相伴,但是真正在科学上对蝗灾成因的认识尚不足百年。近日,中科院动物研究所康乐院士团队在国际学术期刊《自然》发表最新研究成果,揭示了蝗虫聚群成灾的奥秘,为保护粮食安全提供了重要的参考手段。

  为什么蝗虫容易聚集成群? 近80年来,对蝗虫如何形成有许多的假说,分别有食物、繁殖地、性成熟、群集信息素、气候等假说,但究竟是哪一个因素起主要作用以及其中的奥秘和机理并没有在科学上被揭示。最近,中科院动物研究所康乐院士团队,通过一系列行为实验确定4-乙烯基苯甲醚对群居型和散居型飞蝗的不同发育阶段和性别都有很强的吸引力。中科院院士康乐介绍:“当4~5头散居型蝗虫放到一起,就可以激发4-乙烯基苯甲醚的合成和产生。这说明4-乙烯基苯甲醚是群居型特意释放的,当蝗虫3~4头、4~5头稍微聚在一块的时候,我们马上就可以捕捉到化合物的释放,这就是群聚的奥秘。蝗虫一个卵蛋就有20多粒卵,一孵化出来,四五只聚集在一起是经常的事情,这就是群聚的开始。”

  康乐介绍,该研究也使蝗虫的可持续防控成为可能,利用人工合成的信息素在田间长期监测蝗虫种群动态,并对种群密度进行监测。康乐说:“蝗虫的控制现在主要靠飞机防治,那就大面积去喷施。有了群聚信息素后,就可以在田间用诱芯来监测种群密度。现在印度、巴基斯坦和非洲,蝗灾的频繁爆发,就是缺少有效的监测。”

海底捞国  长期以来,人们对于蝗灾的防治主要依赖化学杀虫剂大规模的喷施,而不合理的化学农药的使用对食品安全、生态系统和人类健康产生了巨大的负面影响。康乐介绍,利用人工合成的信息素可以设计诱集带诱集蝗虫,从而极大地减少化学农药的使用。康乐说:“在蝗灾发生区域设计一个诱集带,然后喷施4-乙烯基苯甲醚,蝗虫就都过来了,这样喷农药就可以在诱集带喷,不必大范围喷施, 第一节省农药,第二保护环境,第三杀灭效果比较好。”

  成群结队的蝗虫飞跃庄稼,所经之处片甲不留,严重威胁粮食安全。但蝗虫本身也是生态系统中的重要一员,是鸟类、蜥蜴等其他动物的食物。康乐介绍,此次研究,为使用基因编辑技术建立4-乙烯基苯甲醚反应缺失的突变体成为可能,这种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,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。康乐表示:“知道了配体和受体的关系,就可以人工设置拮抗剂。对蝗虫进行喷施的时候,它会竞争性的结合,这样4-乙烯基苯甲醚就跟蝗虫结合不上了,就不能群居、不能进行迁飞了。蝗虫之所以能够从非洲东海岸到阿拉伯半岛,然后到印度,这是迁飞的结果。迁飞是具有方向性的,一旦蝗虫不能迁飞,它的危害就只能停留在当地,就不会造成异地的危害。”

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