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揭开“超级害虫”入侵奥秘

http://www.sina.com.cn 2007年11月12日 11:43  东方网-文汇报

  世界最权威的学术刊物美国《科学》杂志本月8日在“科学特快”栏目发表了一篇令人折服的论文,论文的第一作者兼通讯作者是中国学者、浙江大学的博士生导师刘树生教授,论文的标题很拗口,题为《非对称交配互作驱动——一种粉虱的广泛入侵及对土著生物的取代》。这篇论文揭示了一种名叫B型烟粉虱的“超级害虫”的入侵机制,由此揭开了一个困扰各国科学家20多年的奥秘。

  刘树生教授十多年来大多数时间都呆在两个地方,一是田头,二是实验室。在田头采集烟粉虱的活体,在实验室观察这些小虫的行为规律。

  有几组数字可以证实刘树生教授和他弟子们的科学精神。在1995至2006年的10多年时间里,课题组成员在中国浙江、

澳大利亚昆士兰等地共40多个地点进行野外系统采样调查,每年采集上万只烟粉虱,一年要鉴别数千只。

  在刘树生实验室,放着四五百盒已经有成像的录像带。为了获得详尽的行为学数据,课题组用10台摄像机对1060只烟粉虱做了两万多小时的录像观察。

  刘树生比各国科学家更聪明的做法是,其他科学家是把有烟粉虱的植物带到显微镜下观察,烟粉虱的行为和农作物的状态相对静止;而“刘树生观察法”则是用10台微型摄像机对着自然生长状态的农作物和附着在叶面上的烟粉虱做24小时不间断的记录,烟粉虱在完全自主行为的态势下被摄录。有了这样的原始素材,刘树生和弟子对每盘录像带进行的观察和分析就具有科学性。他们每天的主要任务是看昆虫交配。

  在眼睛看酸之后是一个重大发现:当两只雌雄B型烟粉虱独处时,72小时内只交配6次,但当加入一只雄性土著烟粉虱时,它们之间的交配次数提高到9次,相反把一只雄性B型烟粉虱加入到一对土著烟粉虱中,虽然雄性的B型烟粉虱不与土著烟粉虱完成交配,但它会不断发出求爱信息,甚至是直接干扰土著烟粉虱雌雄间完成交配。土著烟粉虱的交配次数减少到2-3次,因此当B型烟粉虱入侵后,与土著烟粉虱共存时,其雌雄间的交配频率迅速增加,卵子受精率提高,后代雌性个体比例由独处时的约60%提升到70-80%,种群增长加快;而土著烟粉虱不仅交配频率下降,后代雌性由独处时的约50%下降到20-40%,种群增长受到严重压制。由于这种求偶互作在B型烟粉虱与土著烟粉虱之间的作用是对一方有利而对另一方有害,刘树生将这一行为机制称之为“非对称交配互作”。

  这一发现揭示了入侵者替代土著生物的过程,也破解了B型烟粉虱入侵的一个关键机制,为解释该害虫的广泛入侵并取代土著烟粉虱的现象和规律,以及对其进一步入侵和地域扩张的预警,提供了重要的理论基础。

  浙江已经有许多农民知道刘树生教授的大名,因为他给农民提出了防范B型烟粉虱入侵的方法。温州等地采用刘教授方法的农户不仅减少使用化学农药70%,而且可有效防治烟粉虱及其所传病毒对农作物的危害。

  刘树生的课题得到了国家的重视,课题组申报的国家自然科学基金重点项目《媒介昆虫——病毒——植物互作加剧生物入侵的过程和生理机制》已获批准。刘教授告诉笔者,下一步将寻求更科学的防治办法。

  本报驻浙记者 万润龙

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