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血清素导致蝗虫群聚,或为蝗灾控制寻找新方法 

(2009-02-01 10:53:32)
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蝗虫

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血清素

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分类: 每日科学新闻

环球科学报道 是什么导致了无害的绿色的小蝗虫变成了褐色的、吞噬农作物的蝗灾之云?英国和澳大利亚研究者认为,血清素(5-羟色胺)是导致蝗虫群聚的重要因素,这一结果发表在本周出版的《科学》杂志上。研究者发现神经传递素(一种在神经细胞之间传导神经冲动的化学物质,影响人类从睡眠到攻击等一切行为)在蝗虫进化中的极大作用——至少它刺激了一种臭名昭著的,从非洲到亚洲肆虐的沙漠蝗(Schistocerca gregaria)的灾难性群聚,导致了严重的蝗灾。

 

 

研究人员通过血清素已能完全控制沙漠蝗虫的独居(右)及群聚(左)状态

 

明确导致蝗虫迅速群聚的原因有助于各国政府及农民们制订控制未来蝗灾爆发的化学物质,以对抗这罪魁祸首——血清素。

 

在实验室里培养出的胆怯的独居蝗虫在注射了血清素以后,仅用了2-3小时就蜕变成群居蝗虫。相反,如果摄入了血清素阻滞剂,即使在群居诱导条件下,它们仍会保持独居。

 

“注射血清素以后,这些小家伙从害羞、避免与其他蝗虫接触,到积极寻求其他昆虫并形成群聚。”研究合著者,英国剑桥大学生态学教授Malcolm Burrows如是说。我们谈论的不仅是一群蝗虫:仅在去年,蝗灾席卷澳大利亚,蝗虫群超过3.5英里6公里),所过之处,农作物遭受灭顶之灾。

 

“它们会吃掉视线内的一切。”宾夕法尼亚州伯利恒大学进化遗传学助理教授Sean Mullen对蝗灾如此评论。

 

当蝗虫进入群聚模式,它们不仅获得超凡的社会性,其身体结构也有所改变,更加强壮、呈黑褐色,并且移动速度更快。研究人员称,群聚前和群聚后的蝗虫看起来完全不同,以至于在1920年前,人们认为它们是两个不同的物种。

 

在野外,蝗虫的群聚通常出现在雨季过后的干旱,暴雨过后,蝗虫的数量爆炸性增长,Burrows认为是因为食物大量丰富。但是,当土地变得炎热,草地稀少的时候,蝗虫的生存空间变得越来越小,密度也就越来越大。当它们密度达到临界点的时候,群诱导血清素会引发蝗虫的群聚,为寻找新的绿色牧场而集体活动。在此之后,除了粮食供应匮乏或者遇见海洋阻挡,几乎没什么东西可以阻挡它们了。

 

Burrows说,蝗虫可以从群聚模式中切换出来,但需要花费数天,而不是进入群聚模式的数小时。然而,在野生环境中,这一情况很少出现,因为蝗虫后代的不断滋生导致群聚更加拥挤。

 

研究者指出,目前人们控制蝗灾主要使用化学药物,而药物同样会杀灭其他的昆虫。这项新的研究为蝗灾控制开辟了一条新的道路:将抑制血清素的化学物质用以控制蝗虫不进入群聚模式。(环球科学编译 wallsatan)

 

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