中国科学家历时16年找到蝗灾真凶 绿色防控成为可能
零距离
中国科学家对世界的又一个重大科学贡献
蝗灾追凶16年
人们很难想象,即便是到了21世纪的今天,“蝗灾”这个看似久远、曾肆虐人类上千年的灾害,也并未随着人类社会的进步、科技高度发达而消失 。
今年以来,全球多地遭遇蝗灾,再次敲响人类警钟:“东非正遭遇70年以来最严重的蝗灾”“南亚国家印度再遭蝗灾袭击,部分城市进入警戒状态”“蝗灾肆虐逼近我国云南,多地相继发生黄脊竹蝗灾害”……关乎人类立身之本的粮食安全问题,直接受到威胁 。
蝗虫,这种只有手指大小的小虫子,看起来人畜无害,为何一旦聚集成群便会成灾?人们不解,一度认为蝗虫来袭就是“天灾” 。蝗虫成灾的原因找不到,人类的饭碗就难说端得踏实 。
中国科学院院士、中国科学院动物研究所研究员康乐带领团队历时16年追踪研究,终于找到蝗虫聚群成灾的奥秘 。8月12日,这一重大科学发现在国际顶尖学术期刊《自然》发表 。
1平方公里蝗群1天吃掉3.5万人的口粮
蝗虫铺天盖地般袭来时,便会带来遮天蔽日的景象,所过之处寸草不留 。也因此,蝗灾被认为是与旱灾、洪灾齐名的我国三大自然灾害,曾造成严重的农业和经济损失 。
这其中,沙漠蝗、飞蝗两种蝗虫灾害,又被认为是人类主要的生物灾害之一 。
康乐告诉中青报·中青网采访人员,飞蝗是世界上分布最广泛的蝗虫,是非洲、亚洲、中东和澳大利亚的主要农业害虫 。我国2000多年的历史记载显示,大规模的蝗灾发生过800多次 。与飞蝗不同,沙漠蝗虽然仅仅分布在非洲、中东、南欧和南亚地区,但危害的记载可以追溯到5000多年以前 。
直到今天,这种危害还在继续 。中国科学院动物研究所研究员戈峰说,大概平均每5年全球就会发生一次蝗灾 。
就在2019年到2020年6月,沙漠蝗的暴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 。根据联合国粮农组织的判断,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,沿途1190万人的粮食供应受到直接威胁 。
戈峰说,近年来,俄罗斯、北美和南美也遭遇到当地蝗虫的袭扰 。在世界范围内,蝗灾仍然对农业、经济和环境构成重大威胁 。
百年未解科学难题
尽管蝗灾与人类发展历史长期相伴,然而人们对蝗灾成因的科学认识不足百年 。
1921年,被称作“蝗虫学之父”的国际著名昆虫学家尤瓦洛夫发现,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,他因在蝗虫研究方面的杰出贡献,被英国皇家授予爵士头衔 。
说白了,散居型的蝗虫,因密度较低,不发生迁飞,可以认为是无害的,而群居型蝗虫一旦形成,很可能导致蝗灾发生 。
那么,散居的蝗虫,是如何形成蝗群的,这其中发挥关键作用的又是什么?
近80年里,科学家对此提出许多假说,比如食物、繁殖地、性成熟、群集信息素、气候等假说 。但是,究竟是哪一个因素起主要作用,其中的奥秘和机理又是什么?并没有人能真正说清楚 。
直到上世纪70年代,科学家才逐渐意识到,群聚信息素可能是蝗虫聚集的最关键因素 。
此后,经过50多年几代科学家的不断努力,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 。
“然而,这些化合物中,没有一个能够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 。”康乐说,比如有的在实验室有效,但在野外进行种群验证时没效,有的对雌性蝗虫有效,但对雄性蝗虫无效 。
致使蝗虫群聚成灾的真凶究竟是谁?中国科学家踏上了“追凶”之路 。
历时16年找到真凶
2004年,康乐带领科研团队开始了蝗虫型变基因表达调控和表观遗传调控的分子机理研究 。16年过去,他们终于找到一种诱惑蝗虫破坏性集群的关键化学物质——4-乙烯基苯甲醚(以下简称4VA) 。
“这是一种释放量低但生物活性非常高的化合物 。”康乐告诉采访人员,科研团队通过分析群居型飞蝗和散居型飞蝗的体表和粪便挥发物,在35种化合物中找到了它 。
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