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每天糟蹋10吨粮食的虫群很狂?其实是怕被同类吃掉

已有 4751 次阅读 2018-11-7 09:24 |系统分类:科普集锦

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  2010年,澳大利亚遭遇近百年来最为严重的蝗虫灾害。

  其威力令人触目惊心,仅1公里宽的蝗虫群每天就能毁掉10吨粮食。

  蝗虫卵子连绵20公里,所覆盖的土地如同西班牙的国土面积。

  

  巨大的蝗虫群能一夜之间飞越数百公里的区域,移动速度相当快。

  数百万亩农作物被蝗虫啃食一空,造成农业经济损失高达20亿澳元,实在骇人。

  

  事实上,不光是澳大利亚,世界绝大多数国家都发生过不同程度的蝗灾。

  而在我国,蝗灾更是与水灾、旱灾并列为历史上三大自然灾害。

  有史以来,我国蝗灾就频发,受灾范围、受灾程度堪称世界之最。

  蝗灾爆发之时,庄稼被吃得一干二净,粮食颗粒无收,百姓饿殍遍野。

  

  不像鼠患那样是因为食物充足,大量繁殖而泛滥的。

  蝗灾往往是在食物匮乏的时候,蝗虫才会聚集在一起四处为害。

  小时候去过草丛里玩的人就知道,零散的蝗虫穿着绿灿灿的可爱外套,没什么危害。

  那么,它们为什么一到特定时间就化身了土黄色的恶魔杀手?

  蝗群酿成灾害背后隐藏着哪些不为人知的秘密?

  

  实际上,蝗虫并非单一物种,隶属于直翅目、蝗总科的昆虫。

  它的种类繁多,大小不一,形态各异;目前,全世界大约有10000余种。

  而我国是蝗虫大国拥有700余种。北方常见的种类有棉蝗、东亚飞蝗、花胫绿纹蝗。

  其中,东亚飞蝗是我国历史上危害最大最广的种类。

  它几乎遍布我国的每个地区,蝗灾则主要集中在河北、山东、河南、江苏、安徽等省较为低洼的地区。

  

  棉蝗:北方乃至于全国体型最大的蝗

  

  花胫绿纹蝗:小时候在草丛中追逐而不得的蝗虫

  东亚飞蝗的体长一般3~5厘米,由头、胸、腹这三部分构成。

  它们的身体表面有一层十分坚硬的外壳,撞中疾驰的汽车也照样安然无恙。

  

  这也难怪每次蝗群移动时,都表现出一副无所畏惧的姿态。

  而锐利的嘴巴吃起植物来就像割韭菜的刀子又快又狠。

  水稻、小麦、玉米、粟、高粱、芦苇、狗尾草等只要是绿色的植被,它们都一律不放过。

  

  除了拼命吃之外,它们一生中最重要的事情就是拼命繁殖后代了。

  通常而言,东亚飞蝗一年会繁殖两代,第一代称为夏蝗,第二代称为秋蝗。

  雌性蝗虫一生交配次数至少40次以上,交配一次就能产卵多次。

  这还不算什么,即便没有交配,它也能进行孤雌生殖。

  也就是说无需交配也能产卵,卵也照样进行孵化和正常发育,拥有惊人的繁殖力。

  这也是蝗虫卵能连绵不断,蝗虫迅速泛滥的重要基础。

  

  它们会将比自己身体长两倍的产卵瓣伸入土壤,将卵粒产在土里。

  一只雌性蝗虫一生平均能产下400-600枚卵,卵在地下越冬。

  等到次年的春天,卵就孵化出蝗蝻。经个把月的时间就能完成四次蜕皮,最终完成翅膀的发育羽化成虫。

  羽化后不到一周的时间内,东亚飞蝗就能进行短距离、小规模的飞行。

  一旦等到合适的时机,它们就聚集起来进行大规模远距离的迁飞。

  

  据统计,历史上最大的蝗群记录估计有2500亿只蝗虫,重量达55万吨。

  飞行时声振数里,遮天蔽曰,太阳为之失色,着实是一道黑云压城城欲摧的"奇观"。

  你恐怕很难想象,这样像鸟群、鱼群等群居动物其实也爱独居。

  它们往往在食物匮乏的时候,才会聚集在一起四处为害。

  

  一般而言,蝗虫在独处时俨然是绿油油的乖乖仔,一聚集便成了土黄色的植物恶魔。

  在过去,它们被认为是两个物种,直到1921年俄罗斯科学家才证明它们是同一物种的两种形态。

  他们将蝗虫放在一个密闭的空间里,并通过录像拍摄它们的行为。

  当数量20只时,蝗虫会朝着各自不同的方向自由飞翔,处在一种无序状态之中。

  

  当蝗虫数量增加到60只时,一个很有趣的现象发生了。

  蝗虫开始朝着同一个方向移动,并不断在打圈。

  等到录影结束后,研究者发现居然少了一只蝗虫。

  这令大家十分惊讶,蝗虫采取一致的方向时,究竟发生了什么?

  于是,他们将录像带倒回去放,才发现蝗虫数量增加后互相碰撞。

  在这过程中,蝗虫也一下从温和的素食者骤变成了凶猛的肉食者。

  

  它们之间相互撕咬,最后导致一只蝗虫被硬生生地吃掉了。

  人们才逐渐发现蝗群整齐有序地往前飞是因为害怕自己被同伴吃掉。

  因为它一旦不与其他蝗虫保持队形,就会暴露其脆弱的侧翼,从而丧失性命。

  只有在保持一致的队形时,蝗虫才处于较为安全的位置。

  这似乎与刘慈欣的黑暗森林法则有异曲同工之妙,只要暴露位置就必死无疑。

  说白了,表面上大伙能站在同一战线,最根本的原因是来自死亡的恐惧:害怕被同伴吃掉。

  

  蝗虫越拥挤,就越容易造成彼此咬食现象。为了保命,大批蝗虫就像如黑云般结集飞,你追我赶,像疯了一样。

  所以从这个角度来看,蝗灾并不是蝗虫的本意,而是为了生存的不得已之举。

  有人将它比喻成我们处在一个集会中的阴暗面,当每个人彼此离得很远,有一定的距离便觉得大伙都还不错。

  但一旦异常拥挤,空间越来越窄小,情绪就会莫名暴躁起来,甚至发生踩踏事件。

  

  因此,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。

  显然,之所以形成这一独特现象,主要是因为蝗虫密度的大小。

  如果某一年,一定单位面积内的蝗虫数量较少,食物充足。它们就会形成散居型,不再迁飞觅食。

  而在另一年,一定单位面积内的蝗虫数量特别多,食物匮乏。它们就会在体内产生特殊的生理反应,产生集群的要求。

  毕竟它们取得食物和蛋白质最便捷的方法便是吃掉彼此。

  

  那么问题来了,原本分散各处的蝗虫究竟是如何聚集到一块的呢?它们又如何进行联系?

  关于这个问题,有一种学说认为,随着蝗虫密度的增加,个体间身体相互接触传递某种信息,刺激蝗虫体内黑化诱导素大量增加,使蝗虫体色由绿变黑。

  另一种学说认为,散居型和独居型这两种生态型能相互转变,是因为温度、湿度等影响。但这些假说一直都没有确凿证据。

  蝗虫如何从散居变为群居的内在机制是全世界的科学家力求攻克的关键课题。

  

  2014年中国科学院动物所康乐院士带领的科研团队就破译了飞蝗的全基因组序列图谱。

  别看飞蝗的个头小,科学家们经过测序、组装、注释等工作,构建了约6.3Gb大小的飞蝗基因组图谱。

  要知道,它是目前为此已测序出的最大动物基因组。其大小约是人类基因组的两倍多,果蝇基因组大小的30余倍。

  

  通过分析飞蝗基因组信息,研究者发现了多个与脂肪酸代谢相关的基因。

  它们能组成了高效的能量供应体系,为飞蝗的远距离“飞”的能力提供了能量保障。

  同时,飞蝗的基因组里也含有68个编码糖苷键转移酶的基因,是所有昆虫中最多的。

  这类代谢解毒酶类能够降解禾本科植物中的特定次生代谢物。它们丰富的存在也可能是飞蝗在饱吃一餐后半小时就消化完毕的原因。

  

  更令人欢喜的是,我国科学家还率先发现了群居型和散居型飞蝗之间的转变奥秘。

  这两种不同习性的飞蝗,脑部基因表达具有显著差异。比如在神经发育和可塑性调控相关的多个基因呈现不同的甲基化模式。

  而且在与激酶、信号转导蛋白、微管蛋白等系统相关的基因转录以及可变剪接情况,也有很多不一样的地方。

  

  NPF/NO通路调控飞蝗型变过程中运动可塑性的机理模型

  从蝗虫复杂的基因来看,它的聚集和暴食行为都只是它生存的本性。

  尽管这一本性造成了它同人类竞争食物资源的局面,但它依然是生态链中的重要一环。

  单个蝗虫只是为上一级的生物链提供食物,并不会成为危害作物的元凶。

  因而,科学家对蝗虫的研究,更多是为了找到更好的方法控制它们的数量。

  

  毕竟蝗灾仍是我国危害农牧业生产和人民生活的三大自然灾害之一。中国人和蝗虫的战斗迄今也没有停止,防治的方法更是数不胜数。

  即便如此,还是不能阻止蝗灾带来尸鸿遍野的悲剧。此时有人就会问,为什么古人不用蝗虫来充饥呢?

  其实他们从唐朝就开始吃了,这还得感谢唐太宗李世民。

  

  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。

  

  此外,民间还有一种迂腐的思想阻碍着吃蝗虫的历史进程。那就是“吃了灾虫,会得罪上天”。

  灾民害怕触怒神明,不到万不得已不敢捕捉驱赶蝗虫,更别说吃了。这或许也是蝗灾闹得百姓们民不聊生的原因之一。

  所幸如今我国的蝗灾总能在刚起势就被消灭掉。因为先进的思想早已刷新了国人对蝗虫的认识。

  

  现在的蝗虫被认为是富含高蛋白的营养食品,味道不错,售价还相对高昂。

  一旦哪里有蝗虫灾害,人们就会自发性地去捉蝗虫。

  甚至还有不少人开始养起了蝗虫,走上发家致富的阳光大道。

  除了油炸以外,凉拌蝗虫、虾仁炝拌蝗虫、蒜泥蝗虫等吃法也在不断推陈出新。

  谁能想到,人类费尽心思斗争了千年的蝗灾,最后还是餐桌上解决了。

  当然,这过程中少不了思想与科技的不断进步。

  参考资料:

  我科学家破译飞蝗基因组图谱是迄今人类破译的最大动物基因组 来源:人民网-人民日报 作者:喻思娈 2014年01月17日

  蝗虫为何成灾?[J].大自然探索,2009(07):8.

  李钢. 历史时期中国蝗灾记录特征及其环境意义集成研究[D].兰州大学,2008.

  陈永林.蝗虫灾害的特点、成因和生态学治理[J].生物学通报,2000(07):1-5.

  全国蝗虫灾害可持续治理规划(2014~2020年)(上)[J].农村实用技术,2015(01):6-8.

  昆虫的营养价值与开发利用 郭亚建 中国食物与营养 2008年01期





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