出品：科普中国

作者：昆虫实习生（中国科学院）

监制：中国科普博览

不知小伙伴们还记不记得2020年初来自非洲的沙漠蝗，穿越数千公里来到印度和巴基斯坦，严重危害两国的粮食安全，人们一度十分担心蝗灾会蔓延至中国，好在它们虽然厉害，也无法飞跃喜马拉雅山脉这道天然屏障，最终没有对中国造成影响。

沙漠蝗

（图片来源：veer图库）

那么大家可曾好奇：小小的蝗虫，为何能变成灾难？为什么几十年来从来没听说中国出现严重蝗灾，蝗虫成灾是不是危言耸听呢？

答案是，蝗虫成灾绝不是危言耸听，是真实存在的，之所以中国没有听过有大范围的蝗灾爆发，是因为我国在上世纪经过科学的治理已经消灭了蝗灾。所以大家现在可能很难理解影视剧中所描述的蝗灾爆发，民不聊生的情景。但是，历史上的蝗灾与水灾、旱灾并称为三大自然灾害，在古代，漫天飞舞的蝗虫会将百姓一年的收成啃食干净，甚至所有绿叶植物都不能幸免。中国被蝗灾困扰千年之久，受灾程度和范围堪称世界之最。

看到这里，相信小伙伴们对蝗灾已经有了一定的了解，提起蝗虫是不是感到害怕了呢？其实蝗虫离我们并不遥远，那些尚未成灾的蝗虫我们可能都见到过。

在夏秋之际的城市草坪里或乡下田野中，我们遇到的四处跳跃，有时还会快速低飞的昆虫就是蝗灾的“罪魁祸首”——俗名“蚂蚱”，学名是飞蝗（蚂蚱有很多种，飞蝗只是其中一种）。而这些分散的蝗虫，并不会形成自然灾害，反而是生态系统的重要部分，那么，究竟是什么让原本无害的蝗虫聚群成灾？这个问题自从1921年蝗虫学之父尤瓦洛夫发现蝗虫存在散居（不成灾）和群居（成灾）两种形态后，一直困扰了科学家近百年的时间。

散居的飞蝗 群居的飞蝗

（图片来源：参考文献）

直到2020年，中国科学院院士康乐带领中国科学院动物研究所的团队，通过严谨细致的研究，终于发现了吸引蝗虫聚集成灾的化学物质：4-乙烯基苯甲醚（以下简称4VA），解决了蝗灾形成原因的世纪难题。

它的作用机制十分巧妙，单独一只蝗虫并不会产生4VA，但是当4到5只蝗虫相遇后，就会触发产生4VA的开关。4VA的释放量很低，但是作用却不小，它就像是号召蝗虫集合的“号角”，蝗虫感受到这种气味后，就会向4VA散发的地方聚集。久而久之，蝗虫就会从分散的状态聚集起来，成百上千乃至上万。如果没有外界的力量去阻止它们，蝗灾就会形成。

它们把当地的食物吃干净后，当然不会就地挨饿，因为蝗虫还有一项厉害的本领，那就是长距离飞行，从它们的出生地出发，可以飞行上千公里，蝗灾规模最大的时候，上亿只蝗虫铺天盖地，所过之处的一切粮食作物都会被吃光，危害十分巨大。

科学家们在发现了4VA可以吸引飞蝗聚集后并不满足，出于对科学知识无穷无尽的好奇心，他们想知道，蝗虫是靠什么感受4VA的吸引的呢？由于4VA是一种化学物质，所以他们在寻找是哪种化学感受器可以感受到4VA的刺激。

成年的飞蝗

（图片来源：veer图库）

蝗虫虽然没有像我们一样的鼻子，但是它们也有原始的嗅觉，只不过它们是通过两根细长的触角来“闻”气味的。蝗虫的触角虽小，内部却一点也不简单，它有上百个嗅觉感受器，经过不断的实验，他们终于找到锥形感受器中的35号嗅觉受体，证明了它是飞蝗感受4VA的特异性受体。为了进一步验证，他们还进行了野外蝗虫诱捕实验，证实了4VA可以有效吸引蝗虫聚集。至此，飞蝗聚集成灾的奥秘就被基本破解了，4VA就是吸引蝗虫聚集成灾的信号。

那么世界上所有的蝗虫都是靠4VA来聚集成灾的吗？事实证明没有这么简单，世界上有许多种不同的蝗虫，他们的聚集性信号也不尽相同，比如危害极大的沙漠蝗，它的群聚信号分子就没有完全确定，但是它们之间最核心的原因是相同的，就是飞蝗独特的群居和散居之间相互转化的过程，至于其他蝗虫的为什么会聚集，是否有特定的化学信号分子还有待科学家们继续研究。

最后！在发现了蝗虫聚集成灾的奥秘之后，我们可以用它来做什么呢？其实这里面可以衍生出许多的应用。因为之前治理蝗虫的办法主要是大规模使用杀虫剂，但是这无疑会对生态系统造成破坏，而且蝗虫作为大自然的一份子，也是许多鸟类和蛇类的食物，我们不可以将其赶尽杀绝。

有了4VA就相当于掌握了蝗虫之间交流联系的密码，我们可以通过人工合成的4VA监测蝗虫的状态，既可以防止蝗虫大规模聚集，又不会过度杀死蝗虫，破坏生态。在蝗灾出现时，也可以使用4VA吸引蝗虫在特定地点诱捕它们，十分方便快捷，减少了人力物力的投入。

没想到吧，这蝗虫聚到一起之后竟然会发生这样的变化。果然，大自然就像一本包罗万象的百科全书，在看似不可捉摸的表象之下，只有认真研读，才能挖掘出其中的奥秘。

编辑：孙晨宇

参考文献：

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

来源: 中国科普博览

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