為何蝗蟲聚集在十億強群中—以及如何制止它們

研究人員開始了解昆蟲肆虐亞洲，非洲和中東部分地區的行為。這項工作必須得到進一步的資助和實地測試。

自2019年底以來，沙漠蝗蟲在某些地區一直蜂擁而至。圖片來源：Fredrik Lerneryd / Getty

除了冠狀病毒，許多國家還面臨著第二次危險的瘟疫。自2019年底以來，沙漠蝗蟲Schistocerca gregaria的大批種群正在吞噬東非，中東和西南亞的農作物。這是一些地區70年來最嚴重的蝗災。

高潮與阿拉伯半島異常大雨和熱帶氣旋有關，在肯亞，衣索比亞，索馬利亞，葉門和印度造成了毀滅性的蜂群，還有更多國家受到威脅。聯合國糧食及農業組織（FAO）表示，至少有2000萬人有失去其糧食供應和生計的危險。群體通常會容納40億到80億隻蝗蟲，每天可以吃掉至少350萬人的食物。

受影響國家的政府和研究組織正在努力控制昆蟲，主要是通過從飛機上噴灑殺蟲劑。但這似乎是一場失敗的戰鬥。在第11個小時就對這些群進行了處理：只有在被稱為漏鬥的幼蟲聚集起來才能飛行之後，才進行處理。

但是研究人員正在取得進步。他們開始了解昆蟲是如何交流的。有些人使用其他爆發的數據設計工具來預測下一次爆發的時間和地點。他們呼籲提供更多實時數據，以制定農業政策。

所有這些都是至關重要的工作，但這只是第一步。同樣重要的是需要測試，改進並最終根據這些發現採取行動。結果必須轉化為可用於對抗沙漠蝗蟲的實用方法。

化學吸引力

一個長期存在的謎團是導致蝗蟲在天黑的蜂群中周期性聚集的原因。在本期《自然》中，郭小嬌和她的同事們報告了一個答案：他們發現了由蝗蟲蝗群（Locusta migratoria）產生的一種氣味撲鼻的信息素，蝗蟲也是一種形成蜂群的物種。研究人員，在中國中國科學院和河北大學，分離由該昆蟲發射35種化合物（X.過。等人，Nature 584，584-588; 2020）。他們測試了極少數吸引其他蝗蟲的能力，並發現信息素4-乙烯基茴香醚（4VA）的效果最強。研究人員還發現，當只有四到五個蝗蟲聚集時，它們開始產生4VA，然後吸引其他人來形成一群（請參閱「 New＆Views」）。

研究人員鑑定出一個基因Or35，該基因產生一種可檢測信息素的受體。使用CRISPR–Cas9基因編輯，他們顯示，帶有突變的Or35的蝗蟲無法檢測或響應4VA。

蝗蟲預報

在不同的研究中，上月公布，艾米莉基馬蒂和她的同事們創造（機器學習算法設計來預測沙漠蝗蟲孳生地的第一稿E.基馬蒂等科學眾議員。 10，11937 2020）。肯亞三個機構的團隊與糧農組織合作，將茅利塔尼亞，摩洛哥和沙烏地阿拉伯的9000多個蝗蟲記錄與降雨，溫度以及土壤和沙子的水分信息結合在一起。該算法在預測所有三個位置的繁殖地點時表現良好。

所有這些有希望的發現，至少在理論上可以互補地使用。該模型可能指向潛在的繁殖場所，在該場所可能會釋放出人工信息素以吸引蝗蟲，以便可以在大量繁殖之前將其捕獲並銷毀。但是首先，必須在現場明確驗證，擴展和測試發現。機器學習模型需要完善。研究人員必須確定4VA對破壞性沙漠蝗蟲的影響是否與對遷移蝗蟲的影響相同，以及是否還涉及其他信號；在創建人工信息素之前，還需要做更多的工作；研究人員必須研究實際問題，例如如何，在何處以及何時分發陷阱。

蝗蟲大爆發不常發生-上一次事件發生在15年前-因此國家和國際資助者並未將此類研究作為優先事項。這是國家不準備發動襲擊的原因之一：蝗蟲監測，包括國內研究，由於多年的資金不足而被削弱。這不能繼續進行。目前尚不清楚在目前的疫情爆發後種群將以多快的速度返回。但是，各國必須在行動時做好準備。