一代代科学家薪火相传,战胜千年蝗灾 | 科技自立自强之路

作者: 李晨阳 刘佳佳

来源: 中国科学报

发布日期: 2024-08-08 17:00:44

中国科学家通过长期研究和实践,成功控制了数千年的蝗灾,通过科学手段和技术创新,不仅有效治理了蝗灾,还为国际蝗虫防治作出了巨大贡献。

20世纪上半叶,中国大地蝗灾频发,与水灾、旱灾并称为三大自然灾害。新中国成立初期,各级政府积极动员灭蝗,然而人力终究有限,蝗害依然猖獗。怀着对祖国和同胞的忧心与牵挂,刚在美国明尼苏达大学获得博士学位的马世骏于1951年底回到中国,加入中国科学院实验生物研究所昆虫研究室。在这里,他接受的第一个任务就是治理在中国肆虐了两千年的蝗灾。

1952年春天,马世骏指派两名年轻人陈永林和郭郛奔赴蝗害重灾区——洪泽湖区。尽管对手只是“小小的蝗虫”,但当年这些治蝗者经历的艰险不亚于龙潭虎穴。

如果说洪泽湖区是惊心动魄的战斗前线,中国科学院昆虫研究所就是运筹帷幄的大后方。一群科学家“八仙过海”,对蝗虫发起了立体式进攻。根据研究成果,1954年,马世骏等人向中央主管部门提出改治结合、根除蝗害的具体实施方案。

那些年,国家对黄河、淮河、海河三大河流实施水利工程,为治蝗战役提供了千载难逢的契机。1977年10月24日,新华社、《人民日报》发表文章,庄严宣告:“飞蝗蔽日的时代一去不返——危害我国数千年的东亚飞蝗之灾已被我国人民和科学工作者控制,连续十多年没有发生蝗害!”

中国科学家用20多年时间将中国从数千年蝗灾频发的国家变成了一个基本控制蝗害的国家。然而,蝗灾就这样退出历史舞台了吗?

20世纪80年代末,国内蝗灾呈现死灰复燃之势。马世骏指导的博士研究生康乐意识到治理蝗灾不是一劳永逸的,新一代科学家有必要从更深的层面研究飞蝗。1999年,具有划时代意义的人类基因组计划启动,康乐紧扣时代脉搏,开启了蝗虫基因组研究。康乐团队发现与飞蝗两型转化有关的部分基因富集在多巴胺代谢通路中。由于蝗虫只有在聚群时才会成灾,他们的研究为防治蝗灾开启了前所未有的思路。

康乐团队还打破了长达半个世纪的认知误区,找到了飞蝗真正的群聚信息素4-乙烯基苯甲醚以及它的特异性嗅觉受体。自此,新的治蝗局面打开了:可以诱捕蝗群集中灭杀,可以研发与4-乙烯基苯甲醚结构相似的竞争性化合物干扰蝗虫,使之无法聚群,还可以不断释放基因编辑的蝗虫,逐步稀释自然种群中有聚群能力的个体比例,直至它们变为一盘散沙。

康乐团队从事蝗虫生态学研究的30余年间,形成了一套对蝗灾进行精准控制的理念和技术体系。2020年,联合国粮农组织发来贺信,认为他们的最新成果是“中国科学家为国际昆虫学和蝗虫防治作出的巨大贡献”。

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