澎湃新闻移动端|1平方公里蝗群1天吃掉3.5万人口粮，蝗虫是如何聚群成灾的？( 二 ) 点击按钮取消订阅1平方公里蝗群1天吃掉

通过分析群居型飞蝗与散居型飞蝗体表和粪便挥发物，研究团队在35种化合物中鉴定到一种化学信息素——4-乙烯基苯甲醚，并通过一系列行为实验确定其无论对群居型飞蝗还是散居型飞蝗、雌性飞蝗还是雄性飞蝗、飞蝗幼虫还是飞蝗成虫，均具有很强吸引力，且能够响应蝗虫种群密度变化，随着种群密度增加而增加。
更有趣的是，科学家们还发现，仅需4只至5只散居飞蝗聚集，这种群聚信息素便可产生和释放，继而促进形成巨大蝗虫群。
在上述研究基础上，研究人员在飞蝗触角上的4种主要感器类型中，发现了4VA特异引起锥形感器的反应。在蝗虫上百个嗅觉受体中，定位在锥形感器中的嗅觉受体OR35是4VA特异性受体。当使用基因编辑技术敲除OR35后，飞蝗突变体触角与锥形感器神经电生理反应显著降低，突变体也对4VA的响应行为和吸引力丧失。
那么， 4VA在户外和自然环境中能吸引与聚集蝗虫吗？研究人员通过室外草地双选与诱捕实验证明， 4VA对实验室种群在户外具有很强吸引力。进而，他们在天津北大港大范围实验，再一次证明4VA不仅能吸引野外种群，且不受自然环境中蝗虫背景密度影响。
“本研究首次从化学分析、行为验证、神经电生理记录、嗅觉受体鉴定、基因敲除和野外验证等多层面，对飞蝗群居信息素开展全面充分鉴定和验证，发现和确立了4VA才是飞蝗群聚信息素。 ”在康乐看来，本研究将化学生态学研究提高到一个新阶段，是昆虫学研究的一个重要突破。
绿色可持续防控成为可能
长期以来，人们对蝗灾的防治主要依赖化学杀虫剂大规模喷施，会对食品安全、生态系统和人类健康产生巨大负面影响。这项最新研究不仅揭示蝗虫群居的奥秘，更重要的是，使蝗虫绿色、可持续防控成为可能。
康乐认为，这项研究将从多方面改变人们控制蝗灾的理念和方法，比如利用人工合成信息素可在田间长期监测蝗虫种群动态，为预测预报服务；利用人工合成信息素可设计诱集带诱集蝗虫，并在诱集带集中使用化学农药或生物制剂将其消灭，从而极大减少化学农药使用；根据4VA的结构设计拮抗剂，阻止蝗虫聚集；嗅觉受体OR35的发现，为使用基因编辑技术建立4VA反应缺失突变体成为可能。一旦这种突变体长期释放到野外，就可能在重灾区建立起无法群居的蝗虫种群，既维持了蝗虫一定数量，又可持续控制，将环境保护与害虫控制有机结合起来。
“因此， 4VA与其受体的发现，将极大改变防治蝗虫对策和技术。 ”康乐表示。
“这项工作做出了令人兴奋的发现，找到了一个人们长期寻找的蝗虫群聚信息素分子，文章包含了令人吃惊的多个层次研究。 ”美国洛克菲勒大学教授莱斯莉·沃斯霍尔明确表示。
“这是中国科学家为国际昆虫学与蝗虫防治作出的巨大贡献。这是在经历50年探索后，科学家们第一次真正确认了飞蝗的群聚信息素。 ”联合国粮农组织植物生产与保护司司长夏敬源在贺信中表示， “4VA的发现将大大提高蝗灾的预测和控制水平，为人们开发新的蝗灾控制方法提供重要线索。同时，该研究也为沙漠蝗的研究和控制提供了重要参考。 ”
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