百变杀手

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  有一种昆虫,种群增加迅速,并具有超乎寻常的基因变异功能,给农业生产造成极大危害,人类与它的斗争一直在进行着。
  
  1992年夏天的一个夜晚,河南新乡七里营村的村民在夜幕中,砍下一些杨树枝,间隔插在农田里,他们在做什么呢?原来乡亲们正在用树枝对付一种小小的昆虫。
  入夏以来,七里营村大片棉田遭到这种昆虫的袭击,它们取食棉花的花蕾,在棉桃上钻孔,造成棉田大面积减产,很多地方甚至绝收。这种昆虫就是令人深恶痛绝的棉铃虫。
  小小的棉铃虫究竟有多大的能量,让村民们如此兴师动众?插杨树枝与捉虫子有什么关系呢?原来,杨树枝能散发出一种独特的气味,棉铃虫的成虫非常喜欢,利用这种气味把棉铃虫吸引过来,然后一网打尽。第二天清晨,村民们总能在杨树枝上,捉到很多棉铃虫。但是,这种方法还是控制不了棉铃虫对棉田的危害。
  面对越来越多的虫子,最直接的办法就是喷洒农药。人们除了想尽各种办法活捉棉铃虫,在棉田里,几乎天天都能看到村民们喷洒农药的景象。
  中国农科院植物保护研究所所长吴孔明说,上世纪70年代末,一些新类型的农药,主要是聚酯类农药开始在我国大面积使用,这种药高效、低毒,对棉铃虫的防治效果非常好。基本上稀释5000倍,打一次农药,田间两个星期没有棉铃虫的危害。
  使用高效农药,棉铃虫被控制了一两年。然而,农药的胜利没多久,事情慢慢地发生了变化:棉铃虫似乎逐渐适应了农药的味道。
  一天,七里营村一位大爷捡了一些活棉铃虫随手扔在院子里,被家里的鸡吃掉了,过了一会儿,他发现吃了虫子的鸡死了。棉铃虫居然在短短的时间内产生了超强的抗药性,它们体内的毒药竟然能把鸡毒死。
  药之所以能够杀死棉铃虫,是跟棉铃虫神经上的受体相结合后,导致它中毒死亡,受体是引起它死亡的一个重要因素。棉铃虫通过变化,受体基因发生了变异,不再产生这种受体,导致农药即使进到体内也不能杀死它。
  面对如此强悍的的棉铃虫和遭受棉铃虫啃噬的棉田,农民们的心都碎了,虫子太多,意味着当年的收成减少,甚至没有收成,小小的棉铃虫给人们带来无尽的伤痛。
  吴孔明说,1992年到1996年,连续几年棉铃虫在整个华北地区大爆发,特别是1992年,华北地区因为棉铃虫的危害,棉花总体上平均减产30%左右,严重的地方减产超过一半,直接经济损失超过一百亿元人民币。
  河南省新乡市是我国棉花种植起步比较早的地区,新中国成立初期,1958年8月,毛主席来到七里营村的田间地头,询问农业生产情况,称赞他们的棉花种得好。1992年这里的棉花也没能逃过棉铃虫的危害。
  本来可以稀释5000倍的农药,现在,只能稀释500倍、100倍,才能杀死虫子。农药越来越浓,虫子却不见减少。
  吴孔明说,因为大量使用农药,农民中毒现象时有发生,当时所有棉区农民的生活,基本上是围绕着防治棉铃虫进行的。
  棉铃虫究竟是一种什么虫子,为什么连剧毒农药都杀不死它们呢?
  棉铃虫这种昆虫属于鳞翅目,夜蛾科。如果它们的种群数量维持在一个正常范围内,也许不会成为人人喊打的可恶害虫。上世纪90年代初期,由于气候,环境变化等各种因素,棉铃虫数量慢慢增加,它们数量多了,吃得也多,于是农田就成了它们的食堂。
  吴孔明说,棉铃虫有一个特性,就是它的寄主植物非常多,像棉花、玉米、花生、大豆、蔬菜,基本上所有的农作物,包括很多杂草它都可以危害。
  吴孔明说,棉铃虫繁殖能力非常强,一个雌蛾可以在短短的十天左右时间里产一千多个卵,这样,一个棉铃虫,可以危害两到三棵棉花,它的危害性非常强。
  棉铃虫的一生分四个形态,卵、幼虫、蛹、成虫。从卵变成一头成虫蛾子,棉铃虫只需要一个多月的时间。一头成虫又产下几千个卵,它们的增长速度令人惊异。虽然一头棉铃虫的生命周期很短,但是棉铃虫数量巨大,一个地区一年之内可以受到它们4代到5代的危害。
  河南省农科院植保所封洪强介绍说,棉铃虫繁殖能力强,后代的变异也非常大,总会有个别的个体产生突变,变异的个体会对农药产生抗性,有抗性的个体繁殖能力又非常强,它遗传下来的个体都有抗性。农药用得越多,抗性产生得也越快。
  面对人类采用的剧毒农药杀虫方法,棉铃虫在不断被杀灭的过程中,基因产生奇妙的变异。它们的表皮逐渐增厚,农药渗不进去,不能对它们产生作用。即使吃到了农药,它们体内还能产生一种解毒酶,农药的毒性可以被它们轻松化解。
  吴孔明说,活下来的棉铃虫,它的后代可以遗传这种特征,如果有两个产生抗性的棉铃虫,一个雌,一个雄,它们交配后,后代就都具有抗性。
  利用农药杀灭虫子的同时,也杀死了农田里控制棉铃虫的天敌。瓢虫、寄生蜂,还有我们喜爱的燕子,都在农田里销声匿迹了。棉铃虫没了天敌,繁衍的速度就更快了。
  吴孔明说,1985年到1990年间,我们以农药为主,一开始效果非常好,但是一个新的农药用两到三年以后,棉铃虫就产生抗性。
  逐渐产生抗药性的棉铃虫,根本不会在棉田里消失,反而越来越多,它们危害棉花,造成棉花减产甚至绝收,以至于村民们不愿意再种棉花。
  小小的棉铃虫破坏人类的农业生产不仅在一个地方,它们还会随着季风从华北迁飞到东北,扩大种群的影响。
  封洪强说,棉铃虫飞行的速度非常快,它顺风飞行时,快的时候每小时可飞50公里—60公里,一晚上可以飞七八个小时,几百公里。从山东飞到辽宁,连一个晚上都用不了,就可以穿越整个渤海湾。
  棉铃虫的成虫,是一种灰褐色的蛾子,放在手上,不过指甲盖大小,就是这样一只小小的蛾子,它的翅膀竟然能带它飞越渤海湾。
  它用两三个晚上,就可以从河南飞到东北,如果赶上低空急流的时候,风速可以达到每秒15米甚至25米,一晚上飞五六百公里都是正常的,一只成虫只需要三四天就可以迁飞几百公里。
  吴孔明说,我们通过雷达观察发现,棉铃虫在空中飞行时,如果风向跟它要去的地方不一样,它会调整身体的角度,让风吹着它,到达它要去的地方。
  棉花生产是我国国民经济的一个重要方面,棉花是很多地区农业经济中的重要经济作物。棉花的种植可以说是关乎国计民生的大事。科学家们是否找到了新的办法来对付棉铃虫呢?
  吴孔明说,我们时常反思,棉铃虫为什么成为这么厉害的农业害虫?某种意义上说,跟它的适应性,竞争能力非常强有关。
  中国农科院植物研究所所长吴孔明,二十多年来,一直从事棉铃虫对农作物危害的研究。2008年,美国《科学》杂志,登载了吴孔明的棉铃虫研究文章。他们开始采用新的方法防治棉铃虫,这种新型武器就是转基因棉花,又叫BT棉。是在棉花里植入了杀虫的BT基因。
  吴孔明说,BT是一种细菌,这种细菌存在于自然界、土壤里,这种细菌能释放一种有毒的BT蛋白,跟棉铃虫中肠的受体相结合,导致棉铃虫肠穿孔死亡。
  将这个基因转到棉花的基因里。培育出来的抗虫棉在整个生长期,它的组织,它的叶、花、蕾都可以产生BT的杀虫蛋白。。
  现在棉田里种植的棉花,对棉铃虫来说,也许已经是致命的陷阱。曾经美味的棉花,已经变成了有毒的棉花。而这种棉花,仅仅对棉铃虫起作用,对其它动物或者人类,不会产生有毒的影响。
  目前,在与棉铃虫的较量中,人类暂时占据了上风。现在新乡的棉田里,已经极少看到棉铃虫危害的痕迹了。因为这里全部改种了BT抗虫棉。当年毛主席视察过的七里营村,如今是赫赫有名的亿元乡镇,棉花是他们种植的主要农作物。但是,人们仍然不能掉以轻心,因为棉铃虫对BT棉同样会产生抗性。根据数学模型推算,如果全部种上抗虫棉,虫子在两年内就会产生抗体,抗虫棉也会失效。如果那样,人类还能有什么更好的办法对付自然界中小小的昆虫呢?
  考虑到棉铃虫的这个特点,科学家不想一下子给它吃太多抗虫棉,他们考虑在棉田里种上其它作物,比如玉米,蔬菜,或者间种一些非转基因的棉花,这样,棉铃虫吃的不全是抗虫棉,不会产生太大的反弹,它们的进化速度会相应降低。即便如此,棉铃虫仍然还是会逐渐产生抗性的,不过,魔高一尺道高一丈,面对虫子的变化,相信科学家还会找到更有效的办法进行斗争。
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