原創(chuàng) Hazel 果殼

蝗蟲災(zāi)害的新聞里，成千上萬(wàn)的蝗蟲總是集群而來(lái)，遮天蔽日，為害植物。但事實(shí)上，蝗蟲并非生來(lái)就是群居狀態(tài)。

它們通常是散居的，相對(duì)溫和，危害不大；只在特定情況下，比如干旱時(shí)，散居的蝗蟲才會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿壕有螒B(tài)——身體由綠色轉(zhuǎn)為黑褐色，迅速繁殖，并且吸引周圍的同類加入，飛快吞食所經(jīng)過(guò)地區(qū)的農(nóng)作物和其它植物，引發(fā)嚴(yán)重的糧食危機(jī)和經(jīng)濟(jì)損失。

聲勢(shì)浩蕩的蝗蟲 | fao.org

成群的蝗蟲很難治理，如果能夠不讓蝗蟲集群，對(duì)于控制蝗災(zāi)將大有裨益。來(lái)自中國(guó)科學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，蝗蟲的聚集依賴于一種信息素——4-甲氧基苯乙烯（4VA）。這項(xiàng)研究發(fā)表于本周《自然》雜志上。

研究者比較了散居的飛蝗（Locusta migratoria）和群居的飛蝗所釋放的氣體；結(jié)果發(fā)現(xiàn)，群居蝗蟲會(huì)釋放明顯更多的4VA，而且這種化學(xué)物質(zhì)反過(guò)來(lái)又會(huì)吸引蝗蟲的聚集。當(dāng) 4～5 只獨(dú)居蝗蟲聚集之后，它們便會(huì)自發(fā)地產(chǎn)生 4VA，吸引更多蝗蟲聚集過(guò)來(lái)；隨著蝗蟲密度的增加，它們釋放的 4VA 也會(huì)迅速增加，并且進(jìn)一步促進(jìn)蝗蟲聚集。

這種吸引力并非實(shí)驗(yàn)室蝗蟲所特有的現(xiàn)象，自然棲息地里的蝗蟲也會(huì)被 4VA 吸引——研究者在蝗蟲的自然棲息地里放置粘板，相比于不能釋放 4VA 的誘餌，那些能夠釋放 4VA 的粘板捕捉到了更多的蝗蟲。

散居型飛蝗 | ChriKo / Wikimedia Commons

群居型飛蝗 | ChriKo / Wikimedia Commons

研究者還發(fā)現(xiàn)，這種信息素會(huì)被位于蝗蟲觸角上的堿度感官細(xì)胞所識(shí)別，并與這種細(xì)胞里的嗅覺(jué)感受器 OR35 結(jié)合。當(dāng)科學(xué)家們通過(guò) CRISPR-Cas9 技術(shù)，敲除掉蝗蟲的嗅覺(jué)感受器 OR35 之后，蝗蟲便不會(huì)再被 4VA 吸引了。

這項(xiàng)研究在未來(lái)的蝗災(zāi)預(yù)防和治理上可以有多方面的應(yīng)用。由于 4VA 會(huì)引起蝗蟲聚集，如果設(shè)計(jì)出一種可以抑制 4VA 活性的化學(xué)物質(zhì)，那么將有可能阻止蝗蟲的聚集和遷移，從而達(dá)到預(yù)防蝗災(zāi)的目的。另一方面，如果將人工合成的 4VA 釋放到野外，我們將可以把蝗蟲誘捕到人為設(shè)置的陷阱里，一網(wǎng)打盡。

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參考文獻(xiàn)

Guo, X., Yu, Q., Chen, D. et al. 4-Vinylanisole is an aggregation pheromone in locusts. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2610-4

作者：Hazel

原標(biāo)題：《蝗蟲為何聚集成災(zāi)？中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了關(guān)鍵的信息素》

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