蝗蟲,俗稱螞蚱。由於其身體結構十分精巧,其行為令人難以忘懷,故又稱「神蟲」。蝗蟲在許多方面表現出獨特的「才能」,甚至成為仿生學研究的對象。
本領高強
蝗蟲體長一般為2-8釐米,由頭、胸、腹組成。身體表面覆蓋著一層堅硬的外殼,叫做外骨骼。蝗蟲頭部前部有一對絲狀觸角,是蝗蟲的觸覺和嗅覺器官。頭下有一個咀嚼式口器。
蝗蟲的頭部還有一對大複眼和三隻單眼。每隻複眼由成千上萬隻小眼睛組成,這是最有用的眼睛。它能清晰地看到圖像,辨別色澤,群起群落,一起行動,準確無誤。蝗蟲有趨光性。更重要的是,他們的行為也受光線的支配。例如,當一組蝗蟲向前移動時,陽光總是從其左側照射。如果你用鏡子讓光線從它的右側照射,蝗蟲群會立即轉向相反的方向。
一對蝗蟲的前翅長在中胸後部,堅韌、狹長,能保護後翅;一對蝗蟲的後翅長在後胸後部,膜透明,軟而寬,適於飛行。不飛行時,它們被摺疊在前翼下面。兩翼的底部是發達的肌肉。蝗蟲翅膀上的靜脈呈放射狀排列,橫靜脈也成排排列。這樣的結構使得機翼摺疊時既不彎曲也不旋轉,像扇子一樣自由開閉。因為這對翅膀善於飛翔,蝗蟲的活動範圍很廣。它們可以長距離飛行,持續1-3天,每小時約5-10公裡,最長可達600多公裡。它們甚至可以穿越海洋飛到另一個大陸。
蝗蟲的三對胸足都很強健。前腳和中足適合行走,後腳適合跳躍。它的跳躍高度是它身長的幾十倍,不需要助跑就會產生極高的加速度。因此,現在有人開發了蝗蟲仿生機器人。該機器人通過連杆機構實現蝗蟲腿的仿生設計,實現了跳躍動作,功耗低。它能像蝗蟲一樣跳得又高又長,非常靈活。
蝗蟲的遊動能力,除了水生昆蟲外,在昆蟲中也很少見。幼蟲3齡可遊7-12小時,5齡可遊13-28小時。蝗災爆發時,有人曾看到蝗蟲從長江以北遊到長江以南。這裡可以看到蝗蟲的生命力有多強。
由於蝗蟲「嘎嘎」的聲音單調乏味,音質粗糙,音量不夠大,常常被忽略。事實上,每隻蝗蟲的後腿內側都有一系列的發聲的音齒。每隻翅膀的外側都有一條粗糙而高的翅脈,這就是所謂的音銼。當蝗蟲想「說話」時,它會讓它的後腿交替快速地上下起伏。它用腿上的音齒輕拍和摩擦翅膀上的音銼,發出聲音。雄蝗蟲的啁啾聲不僅能吸引雌蝗蟲見面,還能召喚同伴。當蝗蟲大發生時,它們就是通過這種鳴聲作為信號來集結和遷徙的。
蝗蟲的一對尖利的嘴鋒利無比,如鑿如鋸,啃起草葉「沙沙」有聲,很喜歡吃蘆葦、水稻、玉米等各種作物的葉子,但它們不太喜歡棉花。很久以前,發生了這樣一件有趣的事。大量蝗蟲飛向棉花叢。因為他們對草上癮,他們把所有的雜草都吃光了,棉花仍然完好無損。蝗蟲似乎在為人們除草。真是一個奇談,「萬惡」蝗蟲竟然做出這樣的好事。
蝗蟲吃得很多。一齡時,每日攝入量是體重的10倍,四齡時是體重的20倍。當他們餓的時候,他們也吃動物性食物。即使是他們同伴的屍體它們也吃。所有其他可以充飢的食物都在食用範圍之內。
蝗災夢魘
儘管「神蟲」的生活如此豐富多彩,但說到蝗蟲,人們首先想到的是它給人類帶來的巨大災難。尤其是今年的大規模蝗災!
蝗災自古以來就是人類的噩夢。在中外歷史上,曾發生過無數次的蝗災、人民流離失所和饑荒。蝗災影響到世界十分之一人口的生計。全球約三分之一的大陸上,近百個國家和地區不同程度受到蝗災威脅,其中非洲和亞洲的一些國家蝗災最為頻繁和嚴重。1889年,紅海附近發生了蝗災。成群的蝗蟲飛來的時候,像一團活的烏雲,遮住太陽,使大地變黑。據估計,蝗蟲總數達2500億隻,總重量55萬噸,需要1萬多節火車皮才能裝的下!
中國最早的蝗災記載見於公元前707年的《春秋三傳》。2600多年中,有史籍記載的蝗災發生過近千次,以至於在史書中把「蝗災、水災、旱災」並稱為三大自然災害。「飛蝗蔽天,赤地千裡,禾草皆光,餓殍枕道,人飢相食」,蝗災慘狀不勝枚舉。
蝗蟲(隸屬於蝗總科的種類)為世界性分布,已知大約有1萬餘種,其中可以造成災害的有300多種。我國已知有近900餘種,其中約60餘種可對農、林、牧業造成不同程度的危害,例如,愛吃稻葉的稻蝗(油螞蚱)、愛吃甘蔗的蔗蝗(斑角蝗)、有害竹林的竹蝗和喜歡吃棉花嫩葉的棉蝗(綠蚱蜢)等等。在這些蝗蟲中,飛蝗的危害最重,尤其是被老百姓形象地稱為「關公臉、黑背、紅馬褂」的東亞飛蝗,所以平時所說的蝗蟲指的都是它。
散居與群居
在某些年份,蝗蟲是分開生活的,對農業危害不大。在其他年份,他們會一起行動,四處為害。這是為什麼呢?原來,在某一年內,如果某一單位面積內蝗蟲數量少,食物豐富,就會形成散居型,不會遷移尋找食物。再另外一年,單位面積蝗蟲多,糧食不足。它們在體內會有一種特殊的生理反應(此時,蝗蟲體內5-羥色胺的水平比蝗蟲在平靜和孤獨狀態下高出近3倍),從而產生群體的需求,形成蝗蟲群體。
群居蝗蟲是黃褐色的。前胸背板不太隆起,兩側有明顯的黑色條紋。前胸長與後胸足長之比大於2,有成群遷徙的習性,生活在河灘草原區;零星蝗蟲呈綠色或灰色,前胸和後胸板呈脊狀突起,兩側黑色條紋不明顯。前翼的長度與後胸足的長度之比通常小於2。它們不會成群結隊或遷徙。它們像一般的蚱蜢一樣,散落在丘陵草原上。
過去,科學家並不了解蝗蟲生態習性的變化。他們一直認為自己是兩個不同的物種,所以把社會類型命名為飛蝗,把分散型命名為赤腳蝗。直到1921年,蘇聯昆蟲學家伊萬諾夫才首次揭示了這個秘密。這一發現不僅查明了蝗蟲的種類和習性問題,而且還改變了人們頭腦中對於蝗蟲大發生的神秘感。
旱極而蝗
散居的蝗蟲危害並不大,即使人們看到它們也會逃之夭夭。為什麼這種「害羞」的昆蟲會變得如此「咄咄逼人」?
中國古代有「大旱必有蝗蟲」和「久旱必有蝗蟲」的說法,說明蝗災往往伴隨著乾旱。春、夏、暖、冬等氣候提前變暖,將降低蝗蟲越冬卵的死亡率和蝗災的早期發生。然而,蝗災的爆發不僅與氣候異常有關,而且與人為破壞生態環境有關,是蝗災的重要根源。水利建設不當、草場管理不善、過度放牧、草地退化、土地資源利用不當等都有利於蝗蟲的發生。例如,由於歷代毀林造成嚴重的水土流失和泥沙淤積,洪水過後黃河中下遊地區經常發生嚴重乾旱,沿湖、海濱、江河,內澇等地區出現許多大片荒地,直接形成適合蝗蟲發生和猖獗的自然地理條件。
蝗蟲必須在空曠的土地上產卵,否則它們無法繁殖。植被的破壞為蝗蟲的繁殖提供了條件。近年來,隨著經濟的發展和各行各業的發展,許多樹木被濫砍濫伐,水土流失加劇,裸露的土地越多,蝗蟲繁殖的場所也越廣。在一些地方,水庫乾涸後,由於綠化和防治措施跟不上,變成了「螞蚱窩」,每年要用幾十噸農藥治理蝗災。
蝗蟲是自然生態系統的一員。作為植物的消費者,它在生態系統的能量流動和物質循環過程中起著重要的作用。蝗蟲與其他物種一起,制約發展,維持生態平衡。在一個穩定的生態系統中,蝗蟲只是吃的「義務」,對人類來說是安全的。因為,除了受到食物鏈上天敵的控制外,植物多樣性還增加了蝗蟲覓食的時間;植物的高覆蓋率減少了它們產卵的地方;春季殘草對新芽有保護屏蔽作用,減少蝗蟲吃掉新芽的機會。然而,環境的破壞使蝗蟲的天敵因無處藏身而減少;裸露的地面增加了蝗蟲產卵的地方;殘草的減少增加了蝗蟲吃掉新芽的機會,從而造成蝗蟲種群的大爆發。
掃「蝗」有方
自有農事耕作以來,人類就在與蝗蟲進行著不斷的「鬥爭」。我國古代首次記載的官方組織治蝗是在公元2年,《漢書·平帝紀》言:「遣使者捕蝗,詔捕蝗詣吏,以石鬥受錢」。
古人曾用火燒和填埋相結合的方法對付蝗蟲,但收效甚微。那時,要想控制這些四處遊蕩的「神蟲」幾乎是不可能的。因此,很多封建帝王只有迷信鬼神,在蝗災頻繁發生的地方設「蝗神廟」祭祀。不過,唐朝開元年間發生蝗災後,唐明皇力排眾議,採用堅決捕打的措施,當年打死的蝗蟲重約2萬餘擔,保住了農業豐收。直到今天,捕捉仍然不失為一種控制蝗蟲的方法。人們甚至還可以巧妙地利用聲音來達到目的,那就是用錄音機收錄蝗蟲雌雄交尾時的鳴聲,而後在蝗蟲盛發季節播送,雌蝗蟲以為「情人」在哼浪漫的「小夜曲」,會紛至沓來「幽會」,結果誤入人們事先布置好的天羅地網。
事實上,人類現在已經掌握了許多防治蝗災的科學方法,如生態防治、生物防治、化學防治等,它們基本已經不能為所欲為了。
化學防治主要是針對高密度蝗蟲而採取的一種應急措施,常規的方法是靠地面噴灑或飛機噴灑農藥殺死蝗蟲,特別是蝗蝻。蝗蝻與蝗蟲成蟲最大的區別在於翅未夠長度,不會飛,只能跳來跳去,此時進行化學防治效果最佳。目前已有一種造價低、安全性能好的超低空遙控直升機問世,農田作業每小時可噴藥300畝。這一方法見效快,尤其是在蝗蟲大發生的時候,幾乎是惟一有效的辦法了。但化學防治會給土地、周邊水源甚至人類自身帶來汙染和危害,並且有可能將蝗蟲的天敵也一併殺死,對自然環境造成破壞。因此,這種防治方式只能應一時之需,不能保證徹底地實現蝗區改造。
生態控制和生物防治才是治本的措施。生態控制是通過改變蝗蟲孳生的環境來控制蝗蟲的繁衍和發育,在國外早已採用種植如榴槤、苜蓿等蝗蟲不易咬食的植物來實現這一過程。例如,通過工程措施,以深溝條田的形式開發荒鹼地,然後進行植被結構調整,引進種植五七香花槐、四倍體速生槐、三倍體速生楊等一些蝗蟲不喜食的樹種,減少蝗蟲發生面積。在某些地區,由於蝗蟲的主要發生地是在位置比較高的荒地,因此大量種植了一些蝗蟲不易吃的棉花、豆科類植物等,使自然條件發生改變,蝗區的面積也大大縮減。
生物防治則應用蝗蟲的天敵以及生物製劑來防治蝗蟲。蝗蟲的天敵很多,蝗蟲卵期的天敵主要有斑蕪菁、豆芫菁、步行蟲、虎甲、金龜子、蜘蛛、螞蟻以及蜂虻的幼蟲等,還有寄生於蝗蟲卵、中的多種黑卵蜂、擬麻蠅、線蟲等。蝗蝻和成蟲的天敵有蜘蛛、蛙、蛇、蜥蜴以及許多鳥、獸等,它們對控制蝗蟲的數量具有重要作用。在北方,不少地方採取牧鴨、牧雞等方式消滅蝗蟲,也已經收到了良好效果。粉紅椋鳥也是生物滅蝗的主力軍。
它是一種野生候鳥,每年5月中下旬從南亞遷徙到草原繁殖,遷徙時間幾乎與蝗蟲潛伏期相同。一般在距巢區5-8公裡範圍內捕食,每隻成蟲可攜帶5-10隻蝗蟲餵雛鳥。1991年,塔城沙子地區近40萬畝草地發生蝗災。每平方米的種群密度達到40-80隻,吸引了超過10萬隻粉紅椋鳥在此生活繁殖。經過40天的捕食,這個地區的蟲口密度下降到每平方米不到一個。
微孢子蟲治蝗法也得到了越來越多的採用。它是一種專門寄生在蝗蟲體內的肉眼看不到的單細胞生物,每一毫升中就有1000億隻。蝗蟲在吃下這種微孢子蟲後,在2~3周內就開始發病,行動遲緩,飛翔能力下降,直至最後死亡。這種方法不會對環境造成任何汙染。此外,利用綠僵菌及其配套技術控制蝗蟲的綜合效果也很好,儘管這種真菌不能像化學殺蟲劑那樣迅速殺死害蟲,但真菌的效力持續時間長久,能夠在一段時間內保持殺傷力,能在4~10天內殺死蝗蟲,但不傷害其他昆蟲、植物和人畜,因此是一項可持續,低耗的蝗蟲治理新技術,可成為一種更廉價和更安全的農藥殺蟲劑替代品。
從化學防治到生物防治,是蝗蟲防治方式的一個重大變化。除改善蝗蟲孳生區的水、植被、土壤和氣候外,還應把植物保護、生物保護、資源保護和環境保護結合起來,特別是要保證生物多樣性,保護蝗蟲的天敵。因此,蝗蟲防治的過程也是生態治理的過程。蝗蟲得到完全控制後,很多地方的生態環境也將得到改善。