蝗虫为何聚集成灾?中国研究团队发现了关键的信息素

作者: Hazel

来源: 果壳

发布日期: 2020-08-16

中国科学院的研究团队发现,蝗虫的聚集依赖于一种信息素——4-甲氧基苯乙烯(4VA),这项研究发表于《自然》杂志上。4VA会引起蝗虫聚集,如果设计出一种可以抑制4VA活性的化学物质,那么将有可能阻止蝗虫的聚集和迁移,从而达到预防蝗灾的目的。

蝗虫灾害的新闻里,成千上万的蝗虫总是集群而来,遮天蔽日,为害植物。但事实上,蝗虫并非生来就是群居状态。它们通常是散居的,相对温和,危害不大;只在特定情况下,比如干旱时,散居的蝗虫才会转变为群居形态——身体由绿色转为黑褐色,迅速繁殖,并且吸引周围的同类加入,飞快吞食所经过地区的农作物和其它植物,引发严重的粮食危机和经济损失。成群的蝗虫很难治理,如果能够不让蝗虫集群,对于控制蝗灾将大有裨益。

来自中国科学院的研究团队发现,蝗虫的聚集依赖于一种信息素——4-甲氧基苯乙烯(4VA)。这项研究发表于本周《自然》杂志上。研究者比较了散居的飞蝗(Locusta migratoria)和群居的飞蝗所释放的气体;结果发现,群居蝗虫会释放明显更多的4VA,而且这种化学物质反过来又会吸引蝗虫的聚集。

当4~5只独居蝗虫聚集之后,它们便会自发地产生4VA,吸引更多蝗虫聚集过来;随着蝗虫密度的增加,它们释放的4VA也会迅速增加,并且进一步促进蝗虫聚集。这种吸引力并非实验室蝗虫所特有的现象,自然栖息地里的蝗虫也会被4VA吸引——研究者在蝗虫的自然栖息地里放置粘板,相比于不能释放4VA的诱饵,那些能够释放4VA的粘板捕捉到了更多的蝗虫。

研究者还发现,这种信息素会被位于蝗虫触角上的碱度感官细胞所识别,并与这种细胞里的嗅觉感受器OR35结合。当科学家们通过CRISPR-Cas9技术,敲除掉蝗虫的嗅觉感受器OR35之后,蝗虫便不会再被4VA吸引了。这项研究在未来的蝗灾预防和治理上可以有多方面的应用。由于4VA会引起蝗虫聚集,如果设计出一种可以抑制4VA活性的化学物质,那么将有可能阻止蝗虫的聚集和迁移,从而达到预防蝗灾的目的。

另一方面,如果将人工合成的4VA释放到野外,我们将可以把蝗虫诱捕到人为设置的陷阱里,一网打尽。

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