沙漠蝗虫是什么？关于沙漠蝗虫的科普介绍

创闻用户 2022-08-05 17:14:41

沙漠蝗虫(Schistocerca gregaria)是沙漠蝗属中的一种群居的短角蝗虫。几个世纪以来，蝗灾一直威胁着非洲、中东和亚洲的农业生产。世界上至少十分之一人口的生计可能受到这种贪婪昆虫的影响。

沙漠蝗虫可能是蝗虫中最危险的害虫，因为蝗虫群能够快速地飞很远的距离。它每年繁殖2~5代。最近一次沙漠蝗虫的大规模爆发发生在2004-2005年，这次蝗灾对西非的作物造成了重大损失，并对该地区的粮食安全产生了负面影响。虽然沙漠蝗虫本身并不是造成饥荒的原因，但它可能是一个重要的促成因素。

生命周期

沙漠蝗虫的生命周期由三个阶段组成，卵、若虫和长翅膀的成虫。交配发生时，成熟的雄性跳到成熟雌性的背上，用腿抓住她的身体。精子从他的雄性部转移到雌性的腹部，并储存在那里。这一过程需要几个小时，一次授精就足以产下几批受精卵。

雌性然后寻找合适的软土来产卵。产卵需要合适的温度和湿度，并且离其他产卵的雌性非常近。她用腹部探测土壤，并挖出一个洞，将容纳多达100个受精卵的卵荚放在里面。卵荚长3~4厘米(1.2~1.6英寸)，下端在地面以下大约10厘米(4英寸)。受精卵被泡沫包围着，随后泡沫硬化成一层膜，堵住了卵荚上面的洞。受精卵从周围的土壤中吸收水分。卵孵化前的潜伏期可能是两周或更长，这取决于温度。

新孵化出的若虫很快开始进食，如果它是一个群居个体，它会被其他的若虫吸引，然后它们会聚集在一起。随着若虫的成长，它需要蜕皮。若虫坚硬的表皮裂开，身体膨胀，而新的外骨骼仍然柔软。蜕皮之间的阶段被称为龄虫，沙漠蝗虫若虫在成为有翼成虫之前经历五次蜕皮。处于群居阶段的不成熟和成熟的个体形成以内聚单元的形式进食、吸收热量和移动从而形成若虫带，而独居阶段的个体不会寻求群居。

第五次蜕皮后，虽然此时的蝗虫羽翼丰满但还没有完全成熟。它们起初是柔软的粉红色，翅膀下垂，但几天后，角质层变硬，血淋巴被泵入翅膀使它们变硬。当食物供应和天气条件合适时，它们可以在两到四周内成熟，但当环境不太理想时，可能需要长达六个月的时间。雄性先开始成熟，并发出一种气味，刺激雌性成熟。成熟时，蝗虫变黄，随着卵子的发育雌性的腹部开始膨胀。

生态与群居

沙漠蝗虫有两种生活状态，独居状态和群居状态。这是一种多元主义。研究表明，独居的蝗虫若虫或成年蝗虫在被置于拥挤的环境中几个小时内就能适应群居生活，而群居蝗虫在单独饲养时需要繁殖一代或几代才能适应独居生活。沙漠蝗虫的这两个状态在形态和行为上都有所不同。在独居的状态，若虫不会聚集在一起，而是独立移动。它们后期的颜色倾向于绿色或褐色，与草本植物的颜色相似。成虫在夜间飞行也是颜色多变的，以便融入周围环境，不成熟的成虫是灰色或米色，成熟的成虫是浅黄色。在群居状态下，若虫聚在一起，在随后的龄虫期，若虫会形成明显的色彩变化，在黄色的背景上有黑色的标记。未成熟的成虫是粉红色的，成熟的成虫是亮黄色的，白天成群飞行。

从无害的独居昆虫到贪婪的群居昆虫的转变通常是在一段干旱时期之后，这时降雨和植被在主要的沙漠蝗虫繁殖地重新焕发生机。蝗虫数量迅速增长，对食物的竞争加剧。随着若虫变得更加拥挤，密切的身体接触会导致昆虫的后腿相互碰撞。这种刺激引发一连串的代谢和行为变化，导致沙漠蝗虫从独居状态转变为群居状态。当若虫变得合群时，它们的颜色会从绿色变成黄色和黑色，而成虫会从棕色变成粉色(不成熟)或黄色(成熟)。它们的身体变得更短，释放出一种信息素，使它们相互吸引，增强蝗虫若虫带，随后形成群体。若虫信息素不同于成虫信息素。当接触到成虫信息素时，若虫会变得混乱和迷失方向，尽管视觉和触觉刺激仍然存在，但它们显然不再能“闻到”彼此。几天后，蝗虫若虫带瓦解，那些逃脱捕食者的蝗虫又变成独居了。这种效应可能有助于今后蝗虫的防治。

在被称为衰退的平静时期，沙漠蝗虫生活在一个1600万平方公里的狭窄地带，从毛里塔尼亚穿过北非的撒哈拉沙漠，穿过阿拉伯半岛，进入印度西北部。在最佳的生态和气候条件下，几代蝗虫会相继出现，导致蝗虫群形成并入侵衰退地区的所有国家，向北远至西班牙和俄罗斯，向南远至尼日利亚和肯尼亚，向东远至印度和西南亚。在3200万平方公里的面积内的多达60个国家可能受到影响，约占地球陆地面积的20%。

蝗虫群随风飞翔，速度大致相当于风的速度。它们一天可以覆盖飞行100到200公里，并且会飞到海平面以上大约2000米(在更高的高度会变得太冷)。因此，蝗虫群不能穿越像阿特拉斯、兴都库什山脉或喜马拉雅山这样的高山。他们也不会冒险进入非洲的雨林或中欧。然而，沙漠蝗虫成虫和蝗虫群经常穿越非洲和阿拉伯半岛之间的红海，据报道，在1987-1989年瘟疫期间，它们甚至在十天内从非洲穿越大西洋到达加勒比海。单个蝗虫群可覆盖1200平方公里，每平方公里可容纳4000万至8000万只蝗虫(考虑到每只蝗虫平均质量为2克，每群蝗虫总数约为500至1000亿只，相当于10万至20万吨)。蝗虫可以存活三到六个月，蝗虫繁殖一代数量可增加10到16倍。

农作物损失

据估计，每只沙漠蝗虫每天消耗的绿色植被相当于它们的体重(2克(0.07盎司))。它们是杂食动物，以叶子、芽、花、果实、种子、茎和树皮为食。几乎所有的作物和非作物都可被蝗虫食用，包括珍珠粟、玉米、高粱、大麦、大米、牧草、甘蔗、棉花、果树、枣椰树、香蕉植物、蔬菜和杂草。

沙漠蝗虫造成的作物损失在《圣经》和《古兰经》中都有记载；据记载，这些昆虫加剧了埃塞俄比亚的许多饥荒。自二十世纪以来，沙漠蝗虫蝗灾发生在1926-1934年、1940-1948年、1949-1963年、1967-1969年、1987-1989年和2003-2005年。1915年3月至10月，蝗灾夺去了奥斯曼巴勒斯坦几乎所有的植被。沙漠蝗虫群造成的重大作物损失加剧了粮食短缺问题，并对粮食安全构成威胁。

防控

预警和预防控制是非洲和亚洲受蝗虫影响的国家采取的战略，旨在阻止蝗灾的发展和蔓延。20世纪20-30年代，蝗虫控制成为国际合作的一个主要领域。国际农业研究所制定了几个旨在交流沙漠蝗虫数据的方案，并于20世纪30年代举行多届国际会议：1931年罗马、1932年巴黎、1934年伦敦、1936年开罗和1938年布鲁塞尔。殖民帝国大量参与了受沙漠蝗虫严重影响的中东和非洲部分地区的蝗虫防控。苏联还利用沙漠蝗虫防制来扩大其在中东和中亚的影响。

粮农组织在意大利罗马的沙漠蝗虫信息服务处(DLIS)每天监测天气、生态条件和沙漠蝗虫情况。DLIS接收受影响国家国家小组开展的调查和控制行动的结果，并将这些信息与卫星数据(如中分辨率成像光谱仪、降雨量估计和季节性温度和降雨量预测)相结合，以评估目前的情况，并在六周前预测繁殖和迁徙的时间、规模和地点。形势评估和预测发表在20世纪70年代每月的蝗虫公报上。除此之外，还向受影响国家和国际社会发出警告和警报。自20世纪90年代以来的情况可在 FAO Locust Watch web site粮农组织蝗虫观察网站上查阅。粮农组织还向受影响国家提供信息和培训，并在出现蝗灾加剧和瘟疫时协调捐助机构的资助。

沙漠蝗虫是一种难以控制的害虫，控制措施因沙漠蝗虫覆盖面积大且往往在偏远的地区(1600万至3 000万公里)而变得更加复杂。一些受影响国家基础设施落后，沙漠蝗虫监测和控制资源有限，以及受影响国家内部和之间的政治动荡。这些都进一步降低了一个国家开展必要监测和控制活动的能力。

目前，控制沙漠蝗虫侵扰的主要方法是由车载和空中喷雾器来喷洒极低施用量的小剂量杀虫剂。杀虫剂是由昆虫直接或通过二次进食(即走过或吃掉植物上的残留物)摄入体内。防治工作主要由受沙漠蝗虫影响国家的政府机构或东非沙漠蝗虫防治组织等专门组织完成。

沙漠蝗虫也有天敌，如捕食性黄蜂和苍蝇、寄生蜂、捕食性甲虫幼虫、鸟类和爬行动物。这些方法可以有效地控制独居的沙漠蝗虫数量，但是对群居的沙漠蝗虫的效果有限，因为沙漠蝗虫群和若虫带中有大量的蝗虫。

农民们经常尝试用机械方法杀死蝗虫，如挖沟填埋若虫带，但这需要大量的人量，而且当大规模的虫害分散在一个广阔的地区时很难进行。农民还试图通过制造噪音、焚烧轮胎或其他方法来吓跑蝗虫群。但这往往会将问题转移到邻近的农场，蝗虫群也可以很容易地回到以前来过的田地。

生物杀虫剂

生物杀虫剂包括真菌、细菌、印楝提取物和信息素。许多生物杀虫剂的效力等同于常规化学杀虫剂，但有两个明显的区别。生物杀虫剂通常需要更长的时间来杀死昆虫、植物疾病或杂草，通常需要2到10天。

生物杀虫剂有两种——生化杀虫剂和微生物杀虫剂。生化杀虫剂类似于天然存在的化学物质，无毒，如用于寻找配偶的昆虫信息素，而微生物生物杀虫剂来自细菌、真菌、藻类或病毒，它们要么天然存在，要么经过基因改造。昆虫病原真菌通常通过真菌病抑制害虫，从而引起一种特定于昆虫的疾病。

生物防控制品自90年代末以来一直在开发中；“Green Muscle”和“NOVACRID”便是基于一种天然存在的昆虫病原真菌(感染昆虫的真菌)绿僵菌开发出来的。绿僵菌的种类遍布世界各地，它可以感染多种昆虫，但对人类、其他哺乳动物和鸟类的感染风险较低。绿僵菌已有被改造成专门感染蝗虫群中的短角蝗虫，因此该菌种被选为产品的活性成分。

该产品在澳大利亚以“Green Guard”的名字上市，而在非洲，它曾经以“Green Muscle”的名字上市。然而，由于“Green Muscle”似乎已经从市场上消失，另一种产品——“NOVACRID”被开发用于非洲、中亚和中东的蝗虫防控。这些产品的使用方式与化学杀虫剂相同，但杀虫速度并不如化学杀虫剂快。在推荐的剂量下，这种真菌可能需要两周时间才能杀死90%的蝗虫。因此，建议主要用于蝗虫的若虫期，这时处于蝗虫的早期无翅阶段。蝗虫若虫大多出现在沙漠中，远离种植区，死亡的延迟不会造成损害。这种产品的优点是它只影响蚱蜢和蝗虫，这使得它比化学杀虫剂更安全。具体来说，它允许蝗虫和蚱蜢的天敌继续它们有益的工作。这些包括鸟类、寄生蜂和捕食性黄蜂、寄生蜂苍蝇和某些种类的甲虫。尽管天敌不能预防瘟疫，但它们可以限制疾病爆发的频率，并有助于疾病的控制。生物杀虫剂在环境敏感地区使用也更安全，如国家公园或河流和其它水体附近。

“Green Muscle”是在LUBILOSA方案下发展起来的，该方案始于1989年，是为了应对1987-1989年瘟疫期间大量使用化学杀虫剂控制蝗虫和蚱蜢的环境问题。该项目侧重于使用有益的致病微生物(病原体)作为蝗虫的生物控制剂。这些昆虫被认为流动性太强，繁殖速度太快，很难被传统的生物制剂所控制。病原体的优势在于，许多病原体可以在人工培养中大量产生，并与普通喷雾设备一起使用。昆虫病原真菌传统上被认为需要潮湿的环境才能正常工作。然而，LUBILOSA计划找到了一种通过在油制剂中喷洒真菌孢子来避免这种情况的方法。即使在沙漠条件下，“Green Muscle”也可以用来杀死蝗虫和其他蝗科的害虫，如塞内加尔蚱蜢。在2005年和2006年阿尔及利亚和毛里塔尼亚的试验中，在各种天敌，尤其是鸟类，数量充足的情况，大约一周内足以消灭经过处理的蝗虫带，因为患病的蝗虫变得迟缓，容易捕捉。

2003-2005年沙漠蝗虫数量激增

2003年10月至2005年5月，西非面临15年来最大的沙漠蝗虫爆发。这一波的沙漠蝗虫爆发始于2003年秋季毛里塔尼亚、马里、尼日尔和苏丹爆发的小规模沙漠蝗虫爆发。十月份从塞内加尔达喀尔延伸到摩洛哥的两天异常暴雨使得接下来六个月的繁殖条件保持良好，沙漠蝗虫数量迅速增加。2005年初，非洲西北部冬季繁殖区的雨水缺乏和寒冷的温度减缓了沙漠蝗虫的繁殖，并为蝗虫控制机构终止这一波沙漠蝗虫的爆发提供了条件。在这波沙漠蝗虫爆发高潮期间，20多个国家通过地面和空中行动播撒近13万平方公里的杀虫剂。粮农组织估计，抗击这一波沙漠蝗虫爆发的成本已超过4亿美元，作物损失高达25亿美元，这对西非的粮食安全局势产生了灾难性影响。

受2004年沙漠蝗虫大爆发影响的国家有阿尔及利亚、布基纳法索、加那利群岛、佛得角、乍得、埃及、埃塞俄比亚、冈比亚、希腊、几内亚、几内亚比绍、以色列、约旦、黎巴嫩、阿拉伯利比亚民众国、马里、毛里塔尼亚、摩洛哥、尼日尔、沙特阿拉伯、塞内加尔、苏丹、叙利亚和突尼斯。