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中国治理蝗灾的成就,根本不是靠鸡靠鸭靠吃货换来的!

已有 5256 次阅读 2020-2-22 13:39 |系统分类:科普集锦


近一段时间来,沙漠蝗虫全球肆虐,搞得人心惶惶。东非人民早就在和蝗虫进行紧张的肉搏战事了,乌干达政府宣布派出超过2000名军队人员来应对蝗灾,巴国空军更是出动149架战机要跟蝗虫开战等等。


正所谓居安思危,我国广大群众也早就想好了治理蝗灾的方法,那就是全员出鸡。这不,央视纪录片《牧鸡治蝗》还一度被网友赞上热搜,称这是中国特色的治蝗方法。可这种方法真的有效吗?除此之外,我国还有哪些别出心裁的治蝗方法呢?




如果没有这次蝗灾预警,恐怕很少人知道鸡鸭还有那么大的作用。2001年,河北草原发生蝗灾时,蝗虫就是被一群牧鸡消灭掉的。而这群牧鸡只训练到大约90天的时候就就上战场了,它们变身为“流动治蝗鸡”,5天时间内就解决了近千亩里的蝗灾。等蝗虫吃完,鸡也刚好养肥了,能卖钱了,真是一举两得。


但大家忽略的是,牧鸡治蝗只适用我国草原上发生的蝗虫灾害。如果遇到比较高的牧草,就需要鸭子出场了。每当鸭掌踩过之后,蝗虫便跳起来,鸭子伸出它那长长的脖子将蝗虫吞进肚子里,想象一下画面十分好看。

 

不过根据科学家观察,这些鸡和鸭偏爱吃散居型的蝗虫,一旦变成群居型,它们就不吃不动了。所以,鸡鸭可能可以对付我国草原上的土蝗,但面对最近可能入侵的沙漠蝗,可能作用不大。


 

那蝗虫富含营养价值,我们人能不能直接吃掉呢?其实从古代开始,就有人通过吃蝗虫来治理蝗灾了。相传最早食用蝗虫的人是唐太宗李世民。当时蝗灾严重,李世民体恤民情却深感无奈,便不顾群臣劝阻,在视察时抓起蝗虫就生吞下去了。这样的举动既深得人心,也使当时的百姓们兴起了吃蝗虫的饮食习惯。

 

可因为蝗虫将庄稼啃光了就立马飞走了,并不会等着你来吃它。所以,刚闹蝗灾的那两天饥民还是有吃的的,但蝗虫飞走后饥民没了粮食便闹饥荒,也就只能啃树皮了。所以说,无论是人还是动物,都很难通过吃来解决蝗灾的问题。换句话说,中国治理蝗灾的成就,根本不是靠鸡靠鸭靠吃货换来的!



既然吃也不行,那我们要如何治理蝗灾呢?过去人们治理蝗灾的办法比较简单,就是把蝗虫产卵的河滩、盐碱地耕一遍,紧接着放火烧。很快人们也发现挖卵后,只能减少蝗虫的数量,并不能减少蝗虫的面积,反复耕地则会毁坏土壤环境。所以,一直以来我们基本没有有效的治蝗措施,老是被蝗虫欺负。直到20世纪60年代末期,我们开始使用化学农药后,才终于结束了飞蝗灾害频发的历史。

 

可自20世纪80年代以来,全球连年气候变化异常,造成河道断流、水库脱水频繁,蝗虫发生频率上升,为害程度加重。而化学农药的滥用,也使得生态遭到了不同程度的破坏。因而,越来越多的生物技术被开发应用到蝗虫防治中来。



在自然界中,有一类微生物能感染昆虫并使其发病。对昆虫来说,这些微生物简直就是恶魔般的存在。蝗虫的病原微生物就主要包括微孢子、真菌、细菌、病毒等种类。

 

这当中,蝗虫微孢子( Nosema(Paranosema)locustae) 是一种能侵染100多种直翅目昆虫的单细胞真核病原微生物,可谓是以一抵百。它最大的特点是能够通过感病雌性蝗卵传播给下一代。


这些微孢子先偷偷躲进蝗虫爱吃的食物里,等贪吃的蝗虫一来便随着食物进入蝗虫的消化道里。之后,孢子立刻在那里安营扎寨,暴发性地突出极丝尖端,穿进寄主细胞和中肠肠壁细胞,到达血腔,进入感受性组织细胞。比如在脂肪体中开始无性裂殖生殖,将孢子的孢原质释放出来,开始在寄主的细胞内大量繁殖。

 

A、孢子;B、孢子壁;C、极丝


由于微孢子会消耗蝗虫体内的能源物质,所以蝗虫感染了微孢子后,体力会慢慢下降,最后虚弱致死。此外,被微孢子侵染的蝗虫产卵量下降约50%,孵化率极低,严重的会直接丧失生育能力。

 

除了让蝗虫断子绝孙外,蝗虫微孢子还会抑制蝗虫的群集行为。我们知道同样都是蝗虫,当它们分散而居,不会造成很大的危害。而当它们就聚集在一起迁飞,就会四处为害,所到之处片甲不留。


对东亚飞蝗来说,群居型的体色会变成黑黄相间,更擅长长距离飞行,而且会和同类一起向着相同方向运动,最后形成大部队。而沙漠蝗的群居型是幼体更黑,成体更鲜黄。


沙漠蝗虫的单独和群居形态


研究发现,蝗虫微孢子会明显抑制飞蝗的群集迁飞行为。它主要是通过干扰合成调控飞蝗群集和型变的神经递质血清素和多巴胺等基因的表达来达到抑制飞蝗群集的目的;

 

比起化学农药,蝗虫微孢子不仅不会污染环境,还对人畜无害。所以,蝗虫微孢子正在被人们用来防治蝗虫。迄今为止,蝗虫微孢子已在世界上主要蝗区推广,显示出了良好的控蝗效果。

 


除了微孢子外,昆虫病原真菌是昆虫病原生物中的最大类群。根据野外调查越冬昆虫发现,昆虫疾病中约有60%是由真菌引起的。因而,病原真菌也早就用来控制像蝗虫这样的害虫。

 

这当中,昆虫界里的头号杀手绿僵菌同样喜欢毒杀蝗虫。不只如此,绿僵菌还能形成蝗虫间传染,造成在种群内传播的“超级疫情”。毫不夸张地说,它是大自然进化出来的蝗虫克星。


绿僵虫


第一个发现绿僵菌的科学家是乌克兰微生物学家梅契尼科夫。当时他观察到一批死亡的金龟子在昆虫死后两天,会从它们身上生出菌丝。菌丝一开始是白色的,随后变为绿色,最后呈暗绿色。后来这类病原真菌也被称为是绿僵菌。它最厉害的地方是拥有穿越铜墙铁壁的“毒力”。


当绿僵菌接触到蝗虫后,它的真菌结构就能够穿透蝗虫体壁,顺利进入蝗虫体内。然后绿僵菌再喧宾夺主,利用蝗虫营养大量繁殖并分泌毒素,使蝗虫在5到12天内病发身亡,成为一具绿色的虫尸。


然而这一切只是刚刚开始而已。死去的蝗虫会变成绿僵菌的“生产车间”,成为超级感染源,继续感染其他蝗虫。也正因为绿僵菌能从虫体长出并扩散,其持效性也比化学农药更长,一次施用便对害虫种群具有持续的控制效果。


被绿僵菌感染的蝗虫


不过,科学家们经过多年的跟踪调查,发现真菌病害在蝗群中的自然流行比率很低,在非洲草原蝗群中的自然感病率大约在2%到6%。因此,要将蝗虫控制在经济为害水平以下,必须要人工增殖并应用到蝗群中,提高蝗虫的感病率并降低其种群密度。


可要想筛选出合适的绿僵菌,并不容易。首先,科学家要从样品中采集上就要保证采集菌株的数量和多样性,接着绿僵菌定向分离,建立实验室内筛选流程,高毒力菌株筛选,野外实验验证,安全性评价,每个步骤都十分重要,缺一不可。庆幸的是,杀蝗绿僵菌在非洲大面积试验,并用于沙漠蝗虫的防治,能对这次沙漠蝗引起的蝗灾起到一定的作用。



近年来,科学家在真菌治理蝗灾方面取得很大进展。在菌株选育、生产工艺、剂型和防治对象上已有显著进步,多国杀蝗绿僵菌生物农药的研制取得了重要的成果,产品已在国内外多个地区示范试验。不仅如此,科学家还尝试向真菌农药中添加附带物质比如苦楝籽油等以开发新的剂型,提高病原真菌农药的杀蝗毒性。

 

借助自然界的力量,科学家也在开始寻找相关的病毒来解决蝗灾。这里说的病毒是指一切能以蝗虫为宿主的病毒,有些病毒虽然能在蝗虫体内增殖,但一般对蝗虫不表现病原性。

 

狭义地讲,蝗虫病毒是指以蝗虫为宿主并对蝗虫有致病性的病毒。蝗虫病毒经口感染宿主后,可以在个体与个体之间实现有效的传染,并且蝗虫病毒的宿主专一性比较强,安全性高,对人、家畜、家禽和农作物等都安全无害。目前,从蝗虫体内分离出来的病毒包括痘病毒(poxvirus)和列晶病毒(crystalline array virus) 类群。

 

我国最早在1981年黄传贤报道的新疆西伯利亚蝗虫痘病毒,该病毒无纺锤体,是 B 属病毒。蝗虫痘病毒是应用于蝗虫生物防治的主要昆虫痘病毒,是由 亨利Henry 于 1966 年从黑血蝗 Melanoplus sanguinipes 体内分离获得。自此之后,又有十几种蝗虫痘病毒被相继发现,如西伯利亚蝗痘病毒(Gomphoceru sibiricnsEPV)、亚洲小车蝗痘病毒(Oedaleus asiaticus EPV)、意大利蝗痘病毒(Calliptamus italicus EPV)等。

 

痘病毒科


相较于病原细菌和真菌,蝗虫痘病毒是细胞内寄生。蝗虫痘病毒较难大量生产,是限制应用于实际防治工作的主要问题。


不过值得庆幸的是,这一次的蝗虫并不会对我国形成严重威胁。在过去的40多年来,尽管我国局部地区蝗灾时有发生,但并没有形成迁飞危害和严重的经济损失。


需要注意的是,非洲、中西亚和南亚发生的蝗灾是由沙漠蝗造成的。而在我国主要分布的蝗虫种类为飞蝗,所以我们不必过度担心。


但要时刻做好准备,毕竟没人知道下一次灾难会何时袭来,又会源于哪个物种。如果能利用好微生物这一自然资源,解决自然带给人类的问题,那就两全其美了。




石旺鹏,谭树乾.蝗虫生物防治发展现状及趋势[J].中国生物防治学报,2019,35(03):307-324.
周永兴.蝗虫灾害的生物防治现状及发展趋势[J].林业建设,2008(06):12-15.
关注:蔓延中的非洲蝗灾:影响、预警与应对, 国家治理周刊
朱营辉:利用绿僵菌制剂防治草原蝗虫的研究进展,
Xiao Hu, Guohua Xiao, Peng Zheng, Yanfang Shang, Yao Su, Xinyu Zhang, Xingzhong Liu, Shuai Zhan, Raymond J. St. Leger, and Chengshu Wang (2014). Trajectory and genomic determinants of fungal-pathogen speciation and host adaptation. PNAS, 111, 16796-16801.
  作者:郭肖 谁能想到,我国人民治理蝗虫的方法是养鸡鸭…  观察者网 




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