蝗虫防治|1平方公里蝗群1天吃掉3.5万人口粮 蝗虫如何聚群成灾？
【蝗虫防治|1平方公里蝗群1天吃掉3.5万人口粮 蝗虫如何聚群成灾？】蝗虫如何聚群成灾？臭味相投！
经济日报·中国经济网采访人员 沈 慧
当黑压压的蝗虫铺天盖地般袭来，到底有多可怕？根据联合国粮农组织的判断，1平方公里蝗群1天能吃掉3.5万人的口粮 。这些“吃粮不眨眼”的蝗虫是如何聚群成灾的？一起听听专家怎么说 。
近日，中国科学院动物研究所康乐院士团队在国际顶级期刊《自然》发表研究成果，揭示了飞蝗“群体作恶”的奥秘：从三三两两散居的飞蝗到成千上万只大规模聚集的蝗群，习惯独处的飞蝗之所以放弃“自由生活”，是因为一种来自群居型飞蝗特异性挥发的气味 。这种气味中含有一种释放量低但生物活性非常高的化合物，名为4-vinylanisole(4VA，4-乙烯基苯甲醚)，它能够响应飞蝗种群密度变化，随着种群密度增加而增加 。受其“蛊惑”，“欲罢不能”的飞蝗开始成群结队聚集，最终酿成毁灭性蝗灾 。
“这些发现使我们第一次真正认识到蝗虫的群聚信息素 。这不仅可以被应用到基础研究中，也非常有希望应用于野外蝗虫治理 。”德国马普化学生态研究所所长比尔汉森表示 。
不可忽视的蝗灾危害
小小蝗虫虽其貌不扬，若数以亿计聚到一起，破坏力却是灾难性的 。蝗灾、旱灾、洪灾是我国历史上三大自然灾害 。近2000多年历史记载显示，我国发生过大规模蝗灾800多次 。
与主要袭扰我国的飞蝗不同，沙漠蝗虽然仅仅分布在非洲、中东、南欧与南亚地区，但有关其危害的记载可追溯到5000多年前 。2019年到2020年6月，沙漠蝗的爆发从非洲之角蔓延到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，沿途1190万人的粮食供应受到直接威胁 。
蝗灾与人类发展历史长期相伴，然而，我们对蝗灾成因的科学认识不足百年 。国际著名昆虫学家和蝗虫学之父尤瓦洛夫发现，飞蝗之所以成灾，是因为蝗虫能从低密度散居型转变为高密度群居型——因在蝗虫研究方面的杰出贡献，他被英国皇家授予爵士头衔 。而在尤瓦洛夫提出蝗虫型变理论之前，人们一度认为散居型和群居型蝗虫是两个不同物种 。散居型蝗虫因密度较低，不发生迁飞，一般认为无害；群居型蝗虫一旦形成，则会导致蝗灾发生 。
可是，喜欢独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年来，科学家们对此提出了许多假说，比如食物、繁殖地、性成熟、群集信息素、气候等 。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？无人知晓 。
向着未知前进 。上世纪70年代，科学家们逐步认识到群聚信息素可能是蝗虫聚集的最关键因素 。此后，经过科学家们50多年不断努力，有几种化合物被认为可能是蝗虫的群聚信息素，被命名为蝗醇、蝗酚等 。然而，这些化合物中没有一个能符合群聚信息素所有标准，比如有的在实验室有效，但在野外种群验证时无效；有的对雌性蝗虫有效，但对雄性蝗虫无效 。
“一个合格的群聚信息素应当没有性别偏好、不分大小和年龄 。”康乐强调 。
鉴定发现蝗灾“罪魁祸首”
那么，蝗虫们群聚成灾的真相是什么？2004年，康乐团队开始了蝗虫型变基因表达调控与表观遗传调控的分子机理研究 。如今，研究团队发现了一种诱惑蝗虫破坏性集群的关键化学物质 。
通过分析群居型飞蝗与散居型飞蝗体表和粪便挥发物，研究团队在35种化合物中鉴定到一种化学信息素——4-乙烯基苯甲醚，并通过一系列行为实验确定其无论对群居型飞蝗还是散居型飞蝗、雌性飞蝗还是雄性飞蝗、飞蝗幼虫还是飞蝗成虫，均具有很强吸引力，且能够响应蝗虫种群密度变化，随着种群密度增加而增加 。
更有趣的是，科学家们还发现，仅需4只至5只散居飞蝗聚集，这种群聚信息素便可产生和释放，继而促进形成巨大蝗虫群 。
在上述研究基础上，研究人员在飞蝗触角上的4种主要感器类型中，发现了4VA特异引起锥形感器的反应 。在蝗虫上百个嗅觉受体中，定位在锥形感器中的嗅觉受体OR35是4VA特异性受体 。当使用基因编辑技术敲除OR35后，飞蝗突变体触角与锥形感器神经电生理反应显著降低，突变体也对4VA的响应行为和吸引力丧失 。
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