沙漠蝗虫来袭

沙漠蝗虫席卷肯尼亚。

2020年1月下旬的一天,肯尼亚农民姆瓦吉雷注意到天边飘来一块“乌云”。仅仅几分钟的时间,“乌云”已经将他眼前一大片农田完全笼罩起来。他走近一看,原來田里的大豆和玉米上落满了蝗虫。姆瓦吉雷的农场从2019年5月起遭遇罕见的长期干旱,直到2019年11月才迎来第—场降雨。降雨原本带来了丰收的希望,然而突然降临的“乌云”——蝗群却摧毁了他的希望。

2020年初,非洲东北部的非洲之角遭遇25年以来最严重的一次蝗灾。截至2020年2月中旬,肯尼亚、埃塞俄比亚和索马里的蝗虫数量已达3600亿只。按照一只蝗虫每日进食2克食物计算,3600亿只蝗虫每天要吃掉18万吨植物和粮食。如果不采取控制措施,到2020年6月,蝗虫的数量可能在3600亿只的基础上再增加500倍。

恐怖的蝗群

蝗虫是直翅目蝗科动物的统称。蝗虫主要分布于热带和温带的沙漠、草原地区。2020年初席卷非洲东北部地区、阿拉伯半岛和西南亚的蝗虫名为“沙漠蝗虫”,在这些地区已经有数千年的作乱历史。

沙漠蝗虫的生命周期。

环境同时满足雨水充足和绿色植被丰富这两个条件时,沙漠蝗虫的数量会快速增加,并在约1个月后由独居为主转向群居为主。此时会出现许多小群无翅幼虫和小群有翅成虫。如果在这个阶段蝗虫数量得不到控制,并且在孵化地周围地区又出现大规模降水,那么这些有利条件会让蝗虫的数量进入又一个飞速上升阶段。经过数代繁殖,沙漠蝗虫的数量和活动范围进一步扩大,如果环境和天气有利于蝗虫繁殖,那么就很有可能形成地区性蝗灾,甚至演变成大型蝗灾。

虽然蝗群出现是一种普遍现象。但只有极少数会进入快速增长阶段,即便开始快速增长,也很难发展成2020年初这种级别的大型蝗灾。距离现在最近的地区性蝗灾发生于2003~2005年。距离现在最近的一次大型蝗灾发生于1986-1989年。

蝗虫拥有咀嚼式口器,由上下唇、上下颚和舌构成。上下唇负责夹持食物,上下颚负责切断、咀嚼食物并防止食物下漏。舌负责尝味并搅拌食物碎屑。只要经历过蝗群扫荡,人们便永远忘不了这些害虫惊人的破坏力:从玉米、小麦、高粱这些粮食作物,到橄榄、石榴、木瓜这些经济作物,没有什么能逃过被蝗虫吞吃的厄运。蝗虫吃光了葡萄庄园里的葡萄,又钻进棕榈树和仙人掌内部。蜂农们的蜂箱也没能逃过厄运,蜜蜂们在数量庞大的入侵者面前毫无招架之力,蜂蜜被洗劫一空。无论是花朵、树叶还是果实,只要合蝗虫胃口,就绝对不会被剩下。近年来,北非、近东和西南亚地区的沙漠边缘地带的耕地面积不断增加,沙漠蝗虫成为当地居民生计和食物来源的重大威胁。

沙漠蝗虫几乎无所不吃,植物嫩叶是它们最喜欢的食物。

沙漠蝗虫为什么会暴发?

对于2020年初暴发的蝗灾,联合国粮农组织认为,东非的异常天气给沙漠蝗虫提供了极为有利的繁殖条件。可以说,异常的天气是导致沙漠蝗虫暴发的直接原因。

从2019年10月起,印度洋发生罕见的印度洋偶极(印度洋东西部海水温度紊乱)现象,导致印度洋东部的大量水汽被输送到东非沿海地区,由此带来的猛烈降水过程是促成这次大规模蝗灾的重要原因。

降水有利于沙漠蝗虫卵的孵化。图为埋在沙土中的沙漠蝗虫卵。

沙漠蝗虫活动区域多年年均降水量都不超过200毫米。而对于沙漠蝗虫来说,它们靠着一系列手段在恶劣的干旱/半干旱地区顽强地生存下来,和周围的环境保持着相对平衡的状态。不过,突然性的猛烈降水打破了这个平衡,让沙漠蝗虫的繁殖速度飙升。

沙漠蝗虫喜欢将卵产在疏松的沙土中。雌虫只会在不久前有过降雨的松软沙土中产卵。在沙土的保护下,沙漠蝗虫的卵不会轻易被其他动物发现并吃掉。将卵产在沙土中避免了卵直接接触阳光和空气,同时也减缓了虫卵中的水分蒸发。

血清素让蝗虫改变习性

沙漠蝗虫并不总是成群活动,它们大部分时间是单独活动的。2009年的一项研究发现,血清素具有改变沙漠蝗虫居住习性的神奇功效。地球上的多细胞生物体内都含有血清素这种神经递质。在人体内,血清素负责调节心情、食欲和睡眠,能让人感觉幸福和快乐,因此血清素也被用于治疗抑郁症。

科学家通过实验发现:当给独居的沙漠蝗虫体内注射血清素时,这些胆小的蝗虫很快开始寻找同类;当给已经群居化的沙漠蝗虫注射血清素阻滞剂时,即便已经开始群居的蝗虫又变得胆小,开始独居。群居行为最显著的沙漠蝗虫体内的血清素水平是安静独居的沙漠蝗虫的4倍左右。

独居的沙漠蝗虫在看到同类或闻到同类释放的特殊气味后,体内血清素水平会上升。更神奇的是,科学家用小毛刷轻轻触碰独居沙漠蝗虫后腿上的绒毛,蝗虫也开始寻找同类寻求群居。这种生物在不同环境下表现出不同适应力的特性被称为“表型可塑性”。一个类似的例子是,海龟蛋在不同温度孵化出不同性别的海龟。

在血清素的影响下,蝗虫的外观和习性逐渐发生改变。

蝗群的可怕在于数量惊人的蝗虫可以彼此协同并统一动作,好像有一个超级大脑在控制它们。英国科学家发现,一旦蝗虫形成蝗群,它们的脑容量会上升30%左右。蝗虫的大脑结构简单,它们头部两侧的复眼收集视觉信号并传递给视叶,视叶对视觉信号进行基本处理后,再将信号传递给中脑,进行更高级的信息处理。至于蝗群中的蝗虫,其中脑会长得比视叶更大,这或许表明,成群的蝗虫在迁徙过程中,敏锐的视觉并不是那么重要,反而是如何配合蝗群的整体运动更为重要。不仅是脑容量,融入蝗群的沙漠蝗虫的体色会由绿转黄,个头也会变得更大。

沙漠蝗虫的天敌

蜈蚣捕食沙漠蝗虫。粉红椋鸟主要以蝗虫为食。椋鸟群。

尽管在蝗灾发生时,食虫鸟很少会捕食成群的沙漠蝗虫,但在非蝗灾期间,鸟类是控制沙漠蝗虫数量的主力军之一。某些品种的鹦会大量进食沙漠蝗虫,直至体重过重无法起飞。科学家曾经在一只鹦的胃中清点出了1400多只蝗虫。西亚地区主要依靠粉红椋鸟控制沙漠蝗虫数量。粉红椋鸟的食性十分专一,只要有蝗虫就一定优先捕食蝗虫。虽然粉红椋鸟比鹦小得多,但粉红椋鸟每天能吃下超过它们自身体重的蝗虫。发育中的粉红椋鸟幼鸟食量甚至超过成年鸟。有记录显示,在毛里塔尼亚等国家,蝗群在一周内就被鸟类完全消灭。

蝗虫在发育过程中同样会有许多天敌。真菌等微生物是沙漠蝗虫的主要天敌之一。超过2/3的真菌无法在37℃的环境下生存,因此昆虫这类体温随环境改变而改变的变温动物是真菌的主要进攻对象。沙漠蝗虫卵的孵化需要一定的湿度,但如果湿度过高,反而会导致真菌活动旺盛。只有1%~5%的虫卵能避开真菌侵蚀,顺利发育至性成熟。

在蝗虫快速繁殖阶段,黑卵蜂也不会错过机会。雌性黑卵蜂用可以伸缩的针状产卵器在沙漠蝗虫卵中产下卵。黑卵蜂幼虫孵化后直接以沙漠蝗虫卵为食。一些甲虫的幼虫在土壤中活动时,会大量吞吃土壤中的沙漠蝗虫卵。即便蝗虫已经发育成若虫或成虫,也难逃螳螂、蛙等天敌的捕食。

如何杀灭蝗虫?

目前,全世界蝗灾高发区主要采用点燃可燃物和空中喷洒杀虫剂来驱散和杀灭来袭的蝗虫。蝗虫产卵会在地表留下一个个密集的孔洞,因此农民较容易发现蝗虫卵。如果能在蝗虫的前三代内及时发现并消灭蝗虫卵,就能够在很大程度上控制蝗虫数量。

喷洒杀虫剂会让沙漠蝗虫迅速产生耐药性,因此并不是很有效的灭蝗手段。真菌类除蝗剂被广泛应用。图为被真菌寄生的蝗虫。

除了上述手段。真菌类除蝗剂也被广泛应用。黑僵菌就是一类被广泛用于杀灭蝗虫的真菌:只需要向蝗虫体表喷洒含有黑僵菌的微液滴,这些真菌就会寄生在蝗虫体表,并逐渐侵入蝗虫体内,甚至破坏蝗虫卵。

蝗虫身体干物质量的62%由蛋白质构成,是不折不扣的高蛋白食物。既然如此,我们能不能把蝗虫收集起来,加工成食物吃掉呢?这的确是个一举两得的方案,但不太具备可行性。

首先,蝗虫的移动速度非常快(24小时内最长移动距离可达150千米),它们吃完一片区域的植物后立刻离开。要让移动速度这么快的蝗虫束手就擒是非常困难的。只能喷洒杀虫剂让它们失去行动能力掉落在地。但这样一来,蝗蟲就被杀虫剂给污染了。

其次,群居蝗虫会制造有毒物质。2019年初,中国科学家发现,群居蝗虫在遭遇鸟类攻击后会大量释放有毒物质苯乙腈。苯乙腈又会进一步合成毒性更强的氢氰酸。科学家尝试用被苯乙腈处理过的散居蝗虫喂食山雀,结果发现山雀很抗拒这些蝗虫。这表明鸟类可能已经进化出识别苯乙腈这种有毒物质的嗅觉能力。这样看来,蝗虫本身并不是人类理想的食物来源。

版权声明:三分钟阅读 发表于 2021年10月31日 下午10:28。
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