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新化学物质消灭95%的白蚁而不伤害人类

已有 183 次阅读 2026-9-20 18:52 |个人分类:新观察|系统分类:海外观察

新化学物质消灭95%的白蚁而不伤害人类

据美国加州大学河滨分校(University of California - Riverside简称UCR)2026年9月19日提供的消息(University of California - Riverside. "New chemical wipes out 95% of termites without harming humans." ScienceDaily, 19 September 2026. www.sciencedaily.com/releases/2026/09/260919025248.htm),科学家们发现了一种杀死枯木白蚁的方法,通过阻断它们在下一次蜕皮中迫切需要的新外骨骼。在测试中,一种阻止枯木白蚁构建新外骨骼的化学物质杀死了约95%的菌落,为传统熏蒸提供了一种潜在的更安全的替代方案。因为白蚁最终别无选择,只能蜕皮,这种治疗将其生命周期的正常阶段变成了致命的弱点。

枯木白蚁非常善于消失在它们破坏的材料中。与其建造明显的巢穴,它们几乎可以把一生都藏在横梁、框架、家具和其他干燥的木头里,随着群落的生长慢慢雕刻出画廊。

这种隐藏的存在使它们很难找到,也很难消除。但加州大学河滨分校的研究人员发现了白蚁无法隐藏的一个生物学弱点:它们必须蜕皮。

2025年发表在《 经济昆虫学期刊》 研究表明,双透明质酸(bistrifluron)是一种昆虫生长调节剂,可以干扰新外骨骼的形成,并能以显著的效率杀死西方的枯木白蚁。在受控的实验室实验中,当白蚁在经过处理和未经处理的木材之间做出选择时,这种化学物质的死亡率为95.7%,当它们持续接触经过处理的木材时,死亡率约为99%。原文详见:Nicholas A Poulos, Chow-Yang Lee, Michael K Rust, Dong-Hwan Choe. Toxicity and horizontal transfer of chitin synthesis inhibitors in the western drywood termite (Blattodea: Kalotermitidae). Journal of Economic Entomology, 2025; 118 (3): 1373 DOI: 10.1093/jee/toaf064. http://dx.doi.org/10.1093/jee/toaf064

扭转白蚁生长对它们不利

该论文的通讯作者、加州大学河滨分校昆虫学系(UCR's Department of Entomology)的博士生Nicholas Poulos说:“这种化学物质比传统上用于防治枯木白蚁的化学物质更环保。它是昆虫特有的,不会伤害人类。”

这种选择性来自治疗目标的生物学。人类和其他哺乳动物有内骨骼,但昆虫依赖于一种称为外骨骼的坚硬外壳。它最重要的成分之一是甲壳素(chitin),一种耐用的天然材料,提供结构和强度。

甲壳素在自然界中很常见。它有助于形成昆虫外骨骼、真菌细胞壁、鱼鳞和鱿鱼和章鱼喙等结构。对于白蚁来说,它提供了保护性盔甲,同时也为肌肉创造了坚固的附着点。

成长中的白蚁的问题是,这种盔甲不能简单地永远伸展。枯木白蚁一生中大约蜕皮七次,脱落旧的外骨骼,用更大的外骨骼取而代之。

双透明质酸(Bistrifluron)将这个不可避免的过程变成了一个弱点。它属于一组被称为甲壳质合成抑制剂(chitin synthesis inhibitors)的化合物。它不像传统的速效毒药,而是破坏了昆虫为下一个外骨骼制造足够甲壳素的能力。

加州大学河滨分校昆虫学教授、论文资深作者Dong Hwan Choe说:“一旦白蚁达到一定阶段,它们就必须蜕皮。它们无法避免这种情况。使用致命剂量的这种化学物质,它们会试图摆脱旧的外骨骼,但不会有新的外骨骼来保护它们。”

处理不会立即致死

这种机制也解释了为什么双透明质酸的作用相对较慢。研究人员首先观察到活动和进食减少。白蚁继续向下一次蜕皮,但最终未能成功完成蜕皮并死亡。

该团队比较了三种几丁质合成抑制剂:双透明质酸、氟啶脲(chlorfluazuron)和新氟脲(noviflumuron)。在测试的浓度下,双透明质酸产生的死亡率最快。在一项实验中,白蚁没有未经处理的替代品,0.1%的双透明质酸处理在60天后产生了约99%的死亡率。当白蚁被提供经过处理和未经处理的木材时,相同的浓度会导致大约96%的死亡率。

这些数字很重要,因为枯木白蚁是特别具有挑战性的目标。与保持与土壤相连的群落的地下白蚁不同,枯木白蚁可以完全生活在木块内。

“它已成功用于地下白蚁,这也是重要的结构性害虫,”Choe说。“但西部本土的枯木白蚁也很重要,尤其是在加利福尼亚州。”

少数暴露的白蚁会传播致命剂量

也许最有趣的结果涉及到只有一部分人遇到双透明质酸后发生的事情。

白蚁是一种社会性昆虫,经常交换食物和其他物质。研究人员将一些白蚁暴露在双透明质酸中,然后将它们与同一群体中未经处理的成员放在一起。有色食物被用来追踪个体之间的物质运动。

在24至48小时内,暴露的白蚁的物质已经到达了以前未经处理的巢穴。更引人注目的是,最初只有5%的白蚁接触过双透明质酸的群体最终在第90天达到了100%的死亡率。从50%暴露于白蚁中开始的群体显示出大致相似的生存模式。

这表明少数白蚁可以保留足够的双透明质酸,以帮助将有效剂量更深入地带入群体。

UCR团队后来的观察提供了一个异常密切的观察,可以帮助物质在这些隐蔽的群体中移动的社会行为。2026年,研究人员重点介绍了西方枯木白蚁进行直肠触须术的图像和视频,这是一种进食行为,其中一只白蚁从另一只白蚁的后肠中获取食物。这种交换很重要,因为它传递营养物质和肠道微生物,帮助白蚁消化木材。

通常,这种强烈的社会合作有助于栖息地殖的生存。然而,对于害虫控制来说,如果这种行为有助于灭杀从未直接接触过处理过的木材的白蚁,那么这种行为可能会成为一种优势。

全结构熏蒸的一种可能替代方案

因此,双透明质酸的缓慢作用可能是有用的,而不仅仅是一个缺点。一种可以立即杀死的化学物质可以在暴露的白蚁有很多机会与巢友互动之前将其消灭。延迟治疗为受污染的个体提供了移动和交换材料的时间。

“我们相信这种现场处理方法可以杀死更大的群体,并且比目前的白蚁控制方法更容易传播,”Choe说。“你不必涂太多就可以得到很好的效果。甲壳质合成抑制剂有望成为治疗枯木白蚁的局部药物。”

这最终可能会为房主提供另一种选择,当感染发生在局部且可进入时。

结构熏蒸仍然是消除整个建筑中干木板白蚁侵扰的最有效方法之一。但它具有破坏性。居民必须离开,食物必须得到保护或移除,治疗不会留下对后来到来的白蚁的持久保护。2025年的研究还指出,成本和缺乏残留保护是全结构熏蒸的重要缺点。

Choe说:“在许多情况下,像这样的低影响策略将成为一个有吸引力的选择。此外,这种化学物质可能会在木材中保持一段时间的活性,从而有可能保护木材免受未来的侵扰。”

实验室结果尚不意味着用双透明质酸治疗房屋会自动产生相同的死亡率。这些实验在受控条件下使用了一小群白蚁,研究人员将这些发现描述为进一步开发双透明质酸作为局部治疗或可能的诱饵成分的支持。

另一种策略诱使白蚁中毒

双透明质酸只是加州大学河滨分校努力提高白蚁靶向治疗效果的一部分。

同一个实验室有研究蒎烯(pinene, https://www.sciencedaily.com/releases/2024/05/240531182855.htm),一种由许多树木自然释放的芳香化学物质。对于生活在木头里的西方枯木白蚁来说,这种气味就像一个信号,指向其环境中潜在的有吸引力的部分。

研究人员测试了蒎烯是否能将白蚁从聚集的地方引诱到局部的杀虫剂沉积物。早期的实验发现,该方法提高了氟虫腈(fipronil)水溶液处理的性能。

Choe说:“我们发现单独使用杀虫剂与杀虫剂加蒎烯的死亡率存在显著差异。没有蒎烯,我们的死亡率约为70%。当我们加入蒎烯时,死亡率超过95%。”

此后,这一想法朝着潜在的实际应用又迈出了一步。加利福尼亚大学于2025年4月提交并于2025年10月公布的一项专利申请描述了在西部枯木白蚁的局部杀虫剂注射中添加α-蒎烯或β-蒎烯(alpha pinene or beta pinene)。该申请提出,将白蚁吸引到处理过的区域可能会使技术人员将处理孔间隔得更远,同时减少劳动力,并可能减少所需的杀虫剂量。这些可能性仍然是拟议应用的一部分,而不是证明该方法已经取代了现有的治疗方法。

研究人员仍然需要一种更好的交付方法

在基于实验的治疗方法能够很容易地转化为家庭之前,双透明质酸也面临着一个实际障碍。

在实验室研究中,研究人员将这种化学物质溶解在丙酮中,并将其应用于木块。在引入白蚁之前,让溶剂蒸发。丙酮在实验中很有用,但其易燃性和强烈的气味使其不适合常规家庭处理。

Poulos说:“我们正在努力使其在现实生活中的实际应用更加可行。”

开发一种实用的配方可能会产生重大影响,因为成功控制枯木白蚁需要的不仅仅是一种杀死它们的杀虫剂。技术人员还必须确定白蚁是否仍然存在,以及活动群体在建筑物内的位置。

白蚁掉落可能揭示一个群体是否活跃

这个检测问题现在已经成为UCR研究人员的另一个重点。

枯木白蚁从其木质通道中排出微小而坚硬的粪便颗粒。这些堆积物可以提醒房主注意虫害,但有一个问题:白蚁消失后,旧颗粒可能会长期存在。因此,仅仅发现粪便并不一定能证明白蚁目前很活跃。

双透明质酸研究后发表的研究发现,这些颗粒内的微生物可能提供了一种生物钟。

Poulos和他的同事们检查了新鲜的西部枯木白蚁颗粒以及陈化三个月、六个月和一年的样本。他们发现,随着颗粒的老化,细菌DNA急剧下降。在以天然硬木为食的白蚁产生的颗粒中,新鲜样本和老化一年的样本之间的估计数量下降了190倍。以道格拉斯冷杉(Douglas fir)为食的白蚁颗粒也出现了类似的大幅下降,道格拉斯冷杉是一种常用于房屋框架的木材。

细菌的种类也发生了变化。随着样本的老化,一些与新鲜颗粒相关的细菌群消失了。研究人员确定了五个细菌家族,这些家族在新鲜道格拉斯冷杉衍生的颗粒中一直存在,但在经过一定时间的老化后就不存在了。

该团队希望这些微生物特征最终能够成为一种简单的诊断工具的基础,帮助害虫专业人员确定白蚁的证据是否足够新,以证明治疗是合理的。

这可以补充双透明质酸等方法。一种策略旨在告诉技术人员虫害仍然活跃的地方,而另一种策略则试图通过更局部的处理来消除白蚁。

一种在木头里传播的害虫

更好的检测和更有针对性的处理可能变得越来越有价值,因为西方的枯木白蚁并不局限于一个小区域。

该物种原产于美国西南部和墨西哥西北部的部分地区,在加利福尼亚州作为结构性害虫尤为重要。木材、家具和其他木制品的人类运动也使其远远超出了最初的范围。研究人员记录了夏威夷、纽约、佛罗里达、加拿大、中国、日本、韩国和澳大利亚等地的引进种群。

他们的生活方式使得这种传播特别难以控制。一个群体可以隐藏在一块木头里,有翅膀的繁殖白蚁代表了少数经常冒险外出的生命阶段之一。

气候条件也有助于确定被运输的白蚁在到达新的地方后是否可以定居。随着适宜条件的改变,研究人员担心这些昆虫可能会在其他地区成为问题。

Choe说:“当我们在世界各地运输木材时,白蚁会不断被运送到新的地方。如果他们发现那里的气候可以接受,问题就会蔓延。在这些白蚁很常见的地区,房屋被侵扰只是时间问题,因此这项研究是控制它们的替代策略的良好开端。”

总的来说,这项工作指向了一种不同的白蚁控制方式。研究人员不再仅仅依赖于处理整个结构,而是试图利用昆虫自身的生物学、社会行为、饮食习惯,甚至它们的微生物痕迹。

对于几乎一生都隐藏在视线之外的白蚁来说,这些生物线索最终可能会使它们更难隐藏。

上述介绍仅供参考。欲了解更多信息敬请注意浏览原文或相关报道(https://news.ucr.edu/articles/2025/05/06/discovery-better-more-targeted-termite-terminator)。




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