人多力量大，蝗多便成災？

不知小夥伴們還記不記得2020年初來自非洲的沙漠蝗，穿越數千公里來到印度和巴基斯坦，嚴重危害兩國的糧食安全，人們一度十分擔心蝗災會蔓延至中國，好在它們雖然厲害，也無法飛躍喜馬拉雅山脈這道天然屏障，最終沒有對中國造成影響。

沙漠蝗（圖片來源：veer相簿）

那麼大家可曾好奇：小小的蝗蟲，為何能變成災難？為什麼幾十年來從來沒聽說中國出現嚴重蝗災，蝗蟲成災是不是危言聳聽呢？

答案是，蝗蟲成災絕不是危言聳聽，是真實存在的，之所以中國沒有聽過有大範圍的蝗災爆發，是因為我國在上世紀經過科學的治理已經消滅了蝗災。所以大家現在可能很難理解影視劇中所描述的蝗災爆發，民不聊生的情景。但是，歷史上的蝗災與水災、旱災並稱為三大自然災害，在古代，漫天飛舞的蝗蟲會將百姓一年的收成啃食乾淨，甚至所有綠葉植物都不能倖免。中國被蝗災困擾千年之久，受災程度和範圍堪稱世界之最。

看到這裡，相信小夥伴們對蝗災已經有了一定的瞭解，提起蝗蟲是不是感到害怕了呢？其實蝗蟲離我們並不遙遠，那些尚未成災的蝗蟲我們可能都見到過。

在夏秋之際的城市草坪裡或鄉下田野中，我們遇到的四處跳躍，有時還會快速低飛的昆蟲就是蝗災的“罪魁禍首”——俗名“螞蚱”，學名是飛蝗（螞蚱有很多種，飛蝗只是其中一種）。而這些分散的蝗蟲，並不會形成自然災害，反而是生態系統的重要部分，那麼，究竟是什麼讓原本無害的蝗蟲聚群成災？這個問題自從1921年蝗蟲學之父尤瓦洛夫發現蝗蟲存在散居（不成災）和群居（成災）兩種形態後，一直困擾了科學家近百年的時間。

散居的飛蝗 群居的飛蝗 （圖片來源：參考文獻）

直到2020年，中國科學院院士康樂帶領中國科學院動物研究所的團隊，透過嚴謹細緻的研究，終於發現了吸引蝗蟲聚整合災的化學物質：4-乙烯基苯甲醚（以下簡稱4VA），解決了蝗災形成原因的世紀難題。

它的作用機制十分巧妙，單獨一隻蝗蟲並不會產生4VA，但是當4到5只蝗蟲相遇後，就會觸發產生4VA的開關。4VA的釋放量很低，但是作用卻不小，它就像是號召蝗蟲集合的“號角”，蝗蟲感受到這種氣味後，就會向4VA散發的地方聚集。久而久之，蝗蟲就會從分散的狀態聚集起來，成百上千乃至上萬。如果沒有外界的力量去阻止它們，蝗災就會形成。

它們把當地的食物吃乾淨後，當然不會就地捱餓，因為蝗蟲還有一項厲害的本領，那就是長距離飛行，從它們的出生地出發，可以飛行上千公里，蝗災規模最大的時候，上億隻蝗蟲鋪天蓋地，所過之處的一切糧食作物都會被吃光，危害十分巨大。

蝗災（圖片來源：veer相簿）

科學家們在發現了4VA可以吸引飛蝗聚集後並不滿足，出於對科學知識無窮無盡的好奇心，他們想知道，蝗蟲是靠什麼感受4VA的吸引的呢？由於4VA是一種化學物質，所以他們在尋找是哪種化學感受器可以感受到4VA的刺激。

成年的飛蝗（圖片來源：veer相簿）

蝗蟲雖然沒有像我們一樣的鼻子，但是它們也有原始的嗅覺，只不過它們是透過兩根細長的觸角來“聞”氣味的。蝗蟲的觸角雖小，內部卻一點也不簡單，它有上百個嗅覺感受器，經過不斷的實驗，他們終於找到錐形感受器中的35號嗅覺受體，證明了它是飛蝗感受4VA的特異性受體。為了進一步驗證，他們還進行了野外蝗蟲誘捕實驗，證實了4VA可以有效吸引蝗蟲聚集。至此，飛蝗聚整合災的奧秘就被基本破解了，4VA就是吸引蝗蟲聚整合災的訊號。

那麼世界上所有的蝗蟲都是靠4VA來聚整合災的嗎？事實證明沒有這麼簡單，世界上有許多種不同的蝗蟲，他們的聚集性訊號也不盡相同，比如危害極大的沙漠蝗，它的群聚訊號分子就沒有完全確定，但是它們之間最核心的原因是相同的，就是飛蝗獨特的群居和散居之間相互轉化的過程，至於其他蝗蟲的為什麼會聚集，是否有特定的化學訊號分子還有待科學家們繼續研究。

最後！在發現了蝗蟲聚整合災的奧秘之後，我們可以用它來做什麼呢？其實這裡面可以衍生出許多的應用。因為之前治理蝗蟲的辦法主要是大規模使用殺蟲劑，但是這無疑會對生態系統造成破壞，而且蝗蟲作為大自然的一份子，也是許多鳥類和蛇類的食物，我們不可以將其趕盡殺絕。

有了4VA就相當於掌握了蝗蟲之間交流聯絡的密碼，我們可以透過人工合成的4VA監測蝗蟲的狀態，既可以防止蝗蟲大規模聚集，又不會過度殺死蝗蟲，破壞生態。在蝗災出現時，也可以使用4VA吸引蝗蟲在特定地點誘捕它們，十分方便快捷，減少了人力物力的投入。

沒想到吧，這蝗蟲聚到一起之後竟然會發生這樣的變化。果然，大自然就像一本包羅永珍的百科全書，在看似不可捉摸的表象之下，只有認真研讀，才能挖掘出其中的奧秘。

出品：科普中國

作者：昆蟲實習生（中國科學院）

監製：中國科普博覽

編輯：孫晨宇

參考文獻：

Guo， X。， Yu， Q。， Chen， D。 et al。 4-Vinylanisole is an aggregation pheromone in locusts。 Nature 584， 584–588 （2020）。

https：//doi。org/10。1038/s41586-020-2610-4

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