聚群蝗虫的三大武器

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聚群蝗虫的三大武器[color=rgba(0, 0, 0, 0.298)]

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原理 [color=rgba(0, 0, 0, 0.298)]2 days ago
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在2020年的“魔幻开年大戏”中，非洲也没能逃过一劫。多国遭遇沙漠蝗（Schistocerca gregaria）灾害，其影响还在不断扩大。

根据联合国粮农组织（FAO）发布的报告，这次蝗灾席卷了从西非到东非、从西亚至南亚的20多个国家，其中非洲之角最为严重。以农作物为食的蝗虫可能会使数百万人失去食物。

这场蝗灾最早可能要追溯到一年多前。2018年5月和10月的飓风带来暴雨，导致阿拉伯半岛南部空旷地区至少9个月出现了有利于蝗虫繁殖的植被。

蝗虫在那里数量激增，高密度的群体导致它们彼此之间身体的触碰，这触发了它们身体上一系列的变化，让它们从几乎无害的、分散的散居模式，发展出群体行为，并协调行动，切换成了一种毁灭性的群居模式。

2019年，相关区域一系列的异常天气让蝗虫有机会继续不断生长，最终造成了此次严重蝗灾的发生。

事实上，蝗虫的天敌并不少，它们甚至时常成为人类的盘中餐。那么“吃货”和天敌能很好地解决蝗灾吗？可能也没想象的那么简单。

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自然界中，动物聚集的现象时常发生。对动物来说，聚集是把双刃剑，它能提高觅食效率、帮助交配，但同时也提高了被天敌发现的风险。因此，群体采取的防御策略至关重要。

在群体防御中，警戒态是常用的手段之一。一些动物在聚群时会改变自己的形态和外表，散发出特殊的气味，它们都是最直观的警告信号。这些外貌的改变与它们释放出的毒素有关，而毒素会引起捕食者的不适。于是捕食者就会从“教训”中学习到，这样的外貌约等于“不好吃，甚至不能吃”，进而不再把它们当成美餐。

蝗虫就是这样一个典型的例子。一些人观察到，不少蝗虫的天敌并不喜欢捕食群居型蝗虫，而用这些群居型蝗虫喂食家禽也可能导致不良反应。为了生存，群居型蝗虫会让自己变得难闻，甚至有毒。

手段一：颜色警告

群居型蝗虫在外表上和散居型的有明显区别，散居型蝗虫在后来的龄期中颜色更靠近草的颜色，也就是绿色或棕色，这是一种天然的保护色，尽量帮助它们逃过天敌的眼睛。但群居型蝗虫的身体上则会发育出明显的黑色，在自然中反而更加显眼，这是在用颜色发出一种警告信号。

                               
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散居型与群居型沙漠蝗的外貌区别。| 图片来源：Wikicommons

手段二：变难闻

外貌的改变仅仅是种警告，最关键的还有化学物质。近日，中国科学院康乐院士团队就对群居型飞蝗（Locusta migratoria）的群体防御机制进行了深入的研究，揭开了它们身上最大的谜团之一。

这项最新的研究发现，一种关键的挥发性化学物质——苯乙腈（PAN）是群居型飞蝗的一种嗅觉警告信号。在群居型飞蝗身体的组织和体液中，可以检测到大量PAN，而散居型飞蝗则几乎不会合成苯乙腈。

研究同时在飞蝗体内发现了PAN合成的关键酶，这种酶被命名为CYP305M2。散居型飞蝗无法产生PAN正是因为这个酶的失活。

终极武器：放毒

PAN仅仅是群居飞蝗“反天敌计划”里的一部分，这种物质让飞蝗变得十分难闻。但万一还是有“吃货”仍旧不放弃，即使异味也不能阻挡它们进食的脚步，飞蝗还有终极手段。

研究发现，受到鸟类攻击的群居型飞蝗，在生存压力的驱使下，会将PAN进一步转化为有毒的氢氰酸（HCN）。如果给散居型飞蝗人工补充PAN并扰动它们，它们同样会产生HCN。

                               
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○ 康乐院士团队研究的散居型与群居型飞蝗的防御差异简化示意图（图中省略部分中间产物，更详细机制可见参考来源[4]）。

因此在天敌的眼中，这种色彩诡异的群居型飞蝗不仅散发着一股难闻的气味，吃起来还有毒，可能打从心底下不去口。而这也再次提示，聚集的蝗群一旦大规模爆发，控制的难度或许比我们想象的更高。

3

目前，FAO还没有对此次沙漠蝗灾造成的损失进行精确评估，但情况还在不断恶化，目前在非洲之角，已知的已有超过5000平方千米作物受到了影响。

法国国际农业研究中心的科学家Cyril Piou介绍，最理想的永远是在灾害发生之前采取预防性治理手段，比如找到散居型个体聚集成群的地方，使用化学手段或对环境影响更小的生物手段，在蝗虫开始群居化过程之前提早防治。

国家也应当建立起一套适当的防治体系。Piou举了西非国家毛里塔尼亚为例，尽管这个国家经济并不发达，但他们仍然成立了一个“反蝗虫中心”，每年派出数十支实地工作队寻找蝗虫聚群的早期迹象。我国的蝗灾治理防控体系也非常完善，我国的蝗灾以飞蝗为主，过去40多年来，虽然局部地区有蝗灾发生，但没有形成迁飞的危害和严重的经济损失。

对于已经受到蝗灾影响的国家，由于蝗群十分庞大，可能需要依赖飞机大面积喷洒杀虫剂等应急手段，尽快控制它们。

参考来源：[1] http://www.fao.org/ag/locusts/en/info/2094/index.html[2] https://theconversation.com/locust-invasions-are-cyclical-african-states-shouldnt-be-caught-napping-130883[3] https://phys.org/news/2019-01-sc ... ense-mechanism.html[4] https://advances.sciencemag.org/content/5/1/eaav5495[5] http://www.cas.cn/syky/201901/t20190125_4678163.shtml