让蝗虫同类相食，科学家发现战胜蝗灾的化学武器

本文来自微信公众号：SF 中文 （ID：kexuejiaodian），作者：SF

自古以来，蝗灾就是影响我国生产和生活的主要灾害，仅次于水灾和旱灾，被称为中国第三大灾害。从长城以南到长江以北，东到大海，西至关中平原，都可能见到漫天蝗虫的景象；从先秦到 20 世纪初，蝗灾平均每 3 年发生一次，而从 20 世纪初到新中国成立，几乎年年都有发生。蝗灾严重的时候，蝗群遮天蔽日，所过之处寸草不生，赤野千里。

文 | 梅林

可见，大群蝗虫经过，周围的所有东西都能被它们吃掉，包括它们自己。这并不是玩笑话，蝗虫的确有同类相食的现象。

动物为什么会吃掉同类？

同类相食在动物界中，是一种非常普遍的现象。这种现象是动物应对生存危机，确保种群延续的一种适应性行为。

有些动物同类相食是为了完成繁殖。比如，一些蜘蛛在交配的时候，雄蜘蛛会主动送上门来，让雌蜘蛛吃掉，成为雌蜘蛛繁殖后代的能量。动物界多数的同类相食都是因为"吃不饱"导致的 -- 在食物匮乏的时候，为了自己的生存，同种的物种间也会展开激烈的竞争，甚至把同类吃掉。这样，既能减少对有限的食物的竞争，又能弥补食物不足带来的能量的缺失。比如，一些看似温顺的鸟类在食物短缺的时候，雏鸟之间会展开一场你死我活的战斗，最后只有一两只体形最大、最健康的雏鸟能存活下来。

同样地，蝗虫的同类相食也是对其生存有益的一种适应。最近，科学家发现，同类相食在驱动蝗虫集群飞行方面有一定作用。德国马克斯・普朗克化学生态学研究所的进化神经行为学家比尔・汉森（Bill S. Hansson）表示："实际上，蝗虫都是从背后吃掉对方的。为了自己的安全，蝗虫必须动起来，否则后面的家伙就会吃了它。"

尽管如此，对于蝗虫来说，极大群"出行"还是特别危险 -- 谁能放心后面跟着一个贪吃的同伴。那么，蝗虫是怎样确保同伴不会吃掉自己的呢？

蝗虫：警告你，吃掉我，很危险！

为了研究蝗虫防止自己被同类吃掉的机制，汉森和同事展开了研究。他们将 250 只蝗虫幼虫放在同一个笼子里，以此模仿刚刚开始集群的蝗虫。然后，用气相色谱法测定，这些拥挤的笼子中，蝗虫散发出气味化合物。因为研究人员认为，蝗群中的蝗虫可能是利用气味来让同类不会吃掉自己。

在这些化合物中，研究人员特别注意到了苯乙腈。苯乙腈可以转化为有毒的氰化物，因此能够阻止鸟类等捕食者捕捉蝗虫。那么，这种化合物对其他蝗虫是不是也有同样的效果呢？

为了验证假设，研究人员采用基因编辑技术，培育了两种蝗虫：一种产生苯乙腈的相关基因缺失，蝗虫不能产生苯乙腈，这些蝗虫成为了同伴猎食的对象；另一种产生苯乙腈受体的相关基因被敲除了，也就是说这些蝗虫不会嗅到苯乙腈，它们则肆无忌惮地捕食同类。

基于这些结果，研究人员认为，苯乙腈可能就是蝗虫防止同类吃掉自己所产生的化学信息素。蝗群中的其他蝗虫嗅到苯乙腈，就不再会捕食同类了。

我们为什么要知道"蝗虫如何不被同类吃掉"？

看到这，也许有伙伴会问："科学家研究这个有什么用？我们为什么要知道，蝗虫怎样不被同类吃掉？"

美国得克萨斯州农工大学的昆虫学家格雷戈里・索德（Gregory Sword）表示，"既然阻断蝗虫产生信息素或是感受信息素，能让蝗虫自相残杀。那就有可能利用蝗虫的同类相食进行种群的自我调节，减少蝗虫群中的个体数量。另外，苯乙腈这样的信息素可能对捕食者也有类似的效果，毕竟苯乙腈本就是防范捕食者的。如果蝗虫不能产生这些信息素了，那蝗虫将更易受到捕食者的攻击。这样的生物防治虫害的方法既有效又环保。

参考文献：

• The chemical ecology of locust cannibalism | Science