本
文
摘
要
蝗虫,俗称蚂蚱。由于其身体结构十分精巧,其行为令人难以忘怀,故又称“神虫”。蝗虫在许多方面表现出独特的“才能”,甚至成为仿生学研究的对象。
本领高强
蝗虫体长一般为2-8厘米,由头、胸、腹组成。身体表面覆盖着一层坚硬的外壳,叫做外骨骼。蝗虫头部前部有一对丝状触角,是蝗虫的触觉和嗅觉器官。头下有一个咀嚼式口器。
蝗虫的头部还有一对大复眼和三只单眼。每只复眼由成千上万只小眼睛组成,这是最有用的眼睛。它能清晰地看到图像,辨别色泽,群起群落,一起行动,准确无误。蝗虫有趋光性。更重要的是,他们的行为也受光线的支配。例如,当一组蝗虫向前移动时,阳光总是从其左侧照射。如果你用镜子让光线从它的右侧照射,蝗虫群会立即转向相反的方向。
一对蝗虫的前翅长在中胸后部,坚韧、狭长,能保护后翅;一对蝗虫的后翅长在后胸后部,膜透明,软而宽,适于飞行。不飞行时,它们被折叠在前翼下面。两翼的底部是发达的肌肉。蝗虫翅膀上的静脉呈放射状排列,横静脉也成排排列。这样的结构使得机翼折叠时既不弯曲也不旋转,像扇子一样自由开闭。因为这对翅膀善于飞翔,蝗虫的活动范围很广。它们可以长距离飞行,持续1-3天,每小时约5-10公里,最长可达600多公里。它们甚至可以穿越海洋飞到另一个大陆。
蝗虫的三对胸足都很强健。前脚和中足适合行走,后脚适合跳跃。它的跳跃高度是它身长的几十倍,不需要助跑就会产生极高的加速度。因此,现在有人开发了蝗虫仿生机器人。该机器人通过连杆机构实现蝗虫腿的仿生设计,实现了跳跃动作,功耗低。它能像蝗虫一样跳得又高又长,非常灵活。
蝗虫的游动能力,除了水生昆虫外,在昆虫中也很少见。幼虫3龄可游7-12小时,5龄可游13-28小时。蝗灾爆发时,有人曾看到蝗虫从长江以北游到长江以南。这里可以看到蝗虫的生命力有多强。
由于蝗虫“嘎嘎”的声音单调乏味,音质粗糙,音量不够大,常常被忽略。事实上,每只蝗虫的后腿内侧都有一系列的发声的音齿。每只翅膀的外侧都有一条粗糙而高的翅脉,这就是所谓的音锉。当蝗虫想“说话”时,它会让它的后腿交替快速地上下起伏。它用腿上的音齿轻拍和摩擦翅膀上的音锉,发出声音。雄蝗虫的啁啾声不仅能吸引雌蝗虫见面,还能召唤同伴。当蝗虫大发生时,它们就是通过这种鸣声作为信号来集结和迁徙的。
蝗虫的一对尖利的嘴锋利无比,如凿如锯,啃起草叶“沙沙”有声,很喜欢吃芦苇、水稻、玉米等各种作物的叶子,但它们不太喜欢棉花。很久以前,发生了这样一件有趣的事。大量蝗虫飞向棉花丛。因为他们对草上瘾,他们把所有的杂草都吃光了,棉花仍然完好无损。蝗虫似乎在为人们除草。真是一个奇谈,“万恶”蝗虫竟然做出这样的好事。
蝗虫吃得很多。一龄时,每日摄入量是体重的10倍,四龄时是体重的20倍。当他们饿的时候,他们也吃动物性食物。即使是他们同伴的尸体它们也吃。所有其他可以充饥的食物都在食用范围之内。
蝗灾梦魇
尽管“神虫”的生活如此丰富多彩,但说到蝗虫,人们首先想到的是它给人类带来的巨大灾难。尤其是今年的大规模蝗灾!
蝗灾自古以来就是人类的噩梦。在中外历史上,曾发生过无数次的蝗灾、人民流离失所和饥荒。蝗灾影响到世界十分之一人口的生计。全球约三分之一的大陆上,近百个国家和地区不同程度受到蝗灾威胁,其中非洲和亚洲的一些国家蝗灾最为频繁和严重。1889年,红海附近发生了蝗灾。成群的蝗虫飞来的时候,像一团活的乌云,遮住太阳,使大地变黑。据估计,蝗虫总数达2500亿只,总重量55万吨,需要1万多节火车皮才能装的下!
中国最早的蝗灾记载见于公元前707年的《春秋三传》。2600多年中,有史籍记载的蝗灾发生过近千次,以至于在史书中把“蝗灾、水灾、旱灾”并称为三大自然灾害。“飞蝗蔽天,赤地千里,禾草皆光,饿殍枕道,人饥相食”,蝗灾惨状不胜枚举。
蝗虫(隶属于蝗总科的种类)为世界性分布,已知大约有1万余种,其中可以造成灾害的有300多种。我国已知有近900余种,其中约60余种可对农、林、牧业造成不同程度的危害,例如,爱吃稻叶的稻蝗(油蚂蚱)、爱吃甘蔗的蔗蝗(斑角蝗)、有害竹林的竹蝗和喜欢吃棉花嫩叶的棉蝗(绿蚱蜢)等等。在这些蝗虫中,飞蝗的危害最重,尤其是被老百姓形象地称为“关公脸、黑背、红马褂”的东亚飞蝗,所以平时所说的蝗虫指的都是它。
散居与群居
在某些年份,蝗虫是分开生活的,对农业危害不大。在其他年份,他们会一起行动,四处为害。这是为什么呢?原来,在某一年内,如果某一单位面积内蝗虫数量少,食物丰富,就会形成散居型,不会迁移寻找食物。在另外一年,单位面积蝗虫多,粮食不足。它们在体内会有一种特殊的生理反应(此时,蝗虫体内5-羟色胺的水平比蝗虫在平静和孤独状态下高出近3倍),从而产生群体的需求,形成蝗虫群体。
群居蝗虫是黄褐色的。前胸背板不太隆起,两侧有明显的黑色条纹。前胸长与后胸足长之比大于2,有成群迁徙的习性,生活在河滩草原区;零星蝗虫呈绿色或灰色,前胸和后胸板呈脊状突起,两侧黑色条纹不明显。前翼的长度与后胸足的长度之比通常小于2。它们不会成群结队或迁徙。它们像一般的蚱蜢一样,散落在丘陵草原上。
过去,科学家并不了解蝗虫生态习性的变化。他们一直认为自己是两个不同的物种,所以把社会类型命名为飞蝗,把分散型命名为赤脚蝗。直到1921年,苏联昆虫学家伊万诺夫才首次揭示了这个秘密。这一发现不仅查明了蝗虫的种类和习性问题,而且还改变了人们头脑中对于蝗虫大发生的神秘感。
旱极而蝗
散居的蝗虫危害并不大,即使人们看到它们也会逃之夭夭。为什么这种“害羞”的昆虫会变得如此“咄咄逼人”?
中国古代有“大旱必有蝗虫”和“久旱必有蝗虫”的说法,说明蝗灾往往伴随着干旱。春、夏、暖、冬等气候提前变暖,将降低蝗虫越冬卵的死亡率和蝗灾的早期发生。然而,蝗灾的爆发不仅与气候异常有关,而且与人为破坏生态环境有关,是蝗灾的重要根源。水利建设不当、草场管理不善、过度放牧、草地退化、土地资源利用不当等都有利于蝗虫的发生。例如,由于历代毁林造成严重的水土流失和泥沙淤积,洪水过后黄河中下游地区经常发生严重干旱,沿湖、海滨、江河,内涝等地区出现许多大片荒地,直接形成适合蝗虫发生和猖獗的自然地理条件。
蝗虫必须在空旷的土地上产卵,否则它们无法繁殖。植被的破坏为蝗虫的繁殖提供了条件。近年来,随着经济的发展和各行各业的发展,许多树木被滥砍滥伐,水土流失加剧, *** 的土地越多,蝗虫繁殖的场所也越广。在一些地方,水库干涸后,由于绿化和防治措施跟不上,变成了“蚂蚱窝”,每年要用几十吨农药治理蝗灾。
蝗虫是自然生态系统的一员。作为植物的消费者,它在生态系统的能量流动和物质循环过程中起着重要的作用。蝗虫与其他物种一起,制约发展,维持生态平衡。在一个稳定的生态系统中,蝗虫只是吃的“义务”,对人类来说是安全的。因为,除了受到食物链上天敌的控制外,植物多样性还增加了蝗虫觅食的时间;植物的高覆盖率减少了它们产卵的地方;春季残草对新芽有保护屏蔽作用,减少蝗虫吃掉新芽的机会。然而,环境的破坏使蝗虫的天敌因无处藏身而减少; *** 的地面增加了蝗虫产卵的地方;残草的减少增加了蝗虫吃掉新芽的机会,从而造成蝗虫种群的大爆发。
扫“蝗”有方
自有农事耕作以来,人类就在与蝗虫进行着不断的“斗争”。我国古代首次记载的官方组织治蝗是在公元2年,《汉书·平帝纪》言:“遣使者捕蝗,诏捕蝗诣吏,以石斗受钱”。
古人曾用火烧和填埋相结合的方法对付蝗虫,但收效甚微。那时,要想控制这些四处游荡的“神虫”几乎是不可能的。因此,很多封建帝王只有迷信鬼神,在蝗灾频繁发生的地方设“蝗神庙”祭祀。不过,唐朝开元年间发生蝗灾后,唐明皇力排众议,采用坚决捕打的措施,当年打死的蝗虫重约2万余担,保住了农业丰收。直到今天,捕捉仍然不失为一种控制蝗虫的方法。人们甚至还可以巧妙地利用声音来达到目的,那就是用录音机收录蝗虫雌雄交尾时的鸣声,而后在蝗虫盛发季节播送,雌蝗虫以为“情人”在哼浪漫的“小夜曲”,会纷至沓来“幽会”,结果误入人们事先布置好的天罗地网。
事实上,人类现在已经掌握了许多防治蝗灾的科学方法,如生态防治、生物防治、化学防治等,它们基本已经不能为所欲为了。
化学防治主要是针对高密度蝗虫而采取的一种应急措施,常规的方法是靠地面喷洒或飞机喷洒农药杀死蝗虫,特别是蝗蝻。蝗蝻与蝗虫成虫最大的区别在于翅未够长度,不会飞,只能跳来跳去,此时进行化学防治效果最佳。目前已有一种造价低、安全性能好的超低空遥控直升机问世,农田作业每小时可喷药300亩。这一方法见效快,尤其是在蝗虫大发生的时候,几乎是唯一有效的办法了。但化学防治会给土地、周边水源甚至人类自身带来污染和危害,并且有可能将蝗虫的天敌也一并杀死,对自然环境造成破坏。因此,这种防治方式只能应一时之需,不能保证彻底地实现蝗区改造。
生态控制和生物防治才是治本的措施。生态控制是通过改变蝗虫孳生的环境来控制蝗虫的繁衍和发育,在国外早已采用种植如榴莲、苜蓿等蝗虫不易咬食的植物来实现这一过程。例如,通过工程措施,以深沟条田的形式开发荒碱地,然后进行植被结构调整,引进种植五七香花槐、四倍体速生槐、三倍体速生杨等一些蝗虫不喜食的树种,减少蝗虫发生面积。在某些地区,由于蝗虫的主要发生地是在位置比较高的荒地,因此大量种植了一些蝗虫不易吃的棉花、豆科类植物等,使自然条件发生改变,蝗区的面积也大大缩减。
生物防治则应用蝗虫的天敌以及生物制剂来防治蝗虫。蝗虫的天敌很多,蝗虫卵期的天敌主要有斑芜菁、豆芫菁、步行虫、虎甲、金龟子、蜘蛛、蚂蚁以及蜂虻的幼虫等,还有寄生于蝗虫卵、中的多种黑卵蜂、拟麻蝇、线虫等。蝗蝻和成虫的天敌有蜘蛛、蛙、蛇、蜥蜴以及许多鸟、兽等,它们对控制蝗虫的数量具有重要作用。在北方,不少地方采取牧鸭、牧鸡等方式消灭蝗虫,也已经收到了良好效果。粉红椋鸟也是生物灭蝗的主力军。
它是一种野生候鸟,每年5月中下旬从南亚迁徙到草原繁殖,迁徙时间几乎与蝗虫潜伏期相同。一般在距巢区5-8公里范围内捕食,每只成虫可携带5-10只蝗虫喂雏鸟。1991年,塔城沙子地区近40万亩草地发生蝗灾。每平方米的种群密度达到40-80只,吸引了超过10万只粉红椋鸟在此生活繁殖。经过40天的捕食,这个地区的虫口密度下降到每平方米不到一个。
微孢子虫治蝗法也得到了越来越多的采用。它是一种专门寄生在蝗虫体内的肉眼看不到的单细胞生物,每一毫升中就有1000亿只。蝗虫在吃下这种微孢子虫后,在2~3周内就开始发病,行动迟缓,飞翔能力下降,直至最后死亡。这种方法不会对环境造成任何污染。此外,利用绿僵菌及其配套技术控制蝗虫的综合效果也很好,尽管这种真菌不能像化学杀虫剂那样迅速杀死害虫,但真菌的效力持续时间长久,能够在一段时间内保持杀伤力,能在4~10天内杀死蝗虫,但不伤害其他昆虫、植物和人畜,因此是一项可持续,低耗的蝗虫治理新技术,可成为一种更廉价和更安全的农药杀虫剂替代品。
从化学防治到生物防治,是蝗虫防治方式的一个重大变化。除改善蝗虫孳生区的水、植被、土壤和气候外,还应把植物保护、生物保护、资源保护和环境保护结合起来,特别是要保证生物多样性,保护蝗虫的天敌。因此,蝗虫防治的过程也是生态治理的过程。蝗虫得到完全控制后,很多地方的生态环境也将得到改善。