美国多地被隔离,原因不是病毒,而是虫子……
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美国多地被隔离,原因不是病毒,而是虫子……

2021年01月26日 07:15:50
来源:科学大院

美国东北部地区最近不太安宁,宾州多个郡县被列为隔离区。身处隔离区的人,无论是进出本区域、或是运输商业物品,都需向当地政府进行报备,然后经过仔细彻底的检查后才可通行。造成隔离的原因并不是新冠病毒,而是一种虫灾。

划分了虫灾隔离区(蓝色)的宾州地图(图片来源:agriculture.pa.gov)

故事要从7年前说起

2014年9月,宾州昆虫学家Lawrence Barringer等人在当地的伯克斯县采集到了百余只不同寻常的昆虫。这种昆虫的前翅长有星星点点的斑纹,后翅则是黑红相间的惹眼配色。经过鉴定,Lawrence确定了这些陌生小虫子的身份,它们是一种隶属于半翅目蜡蝉科的昆虫,英文俗称spotted lanternfly,中文名为斑衣蜡蝉

此次记录的斑衣蜡蝉并非美国的本土物种,它原本只分布于我国、越南及印度等东亚国家,近年通过国际贸易被无意引入到其他国家。这次在宾州伯克斯县采集到不少标本,说明斑衣蜡蝉已在当地落地生根数年,形成了稳定种群。Lawrence可能没想到,这竟是一场生态灾难的开端。

主角亮相(图片来源:willistown.pa.us)

名字好听,长得也蛮好看,怎么就成灾了呢?

斑衣蜡蝉的主要危害在于其食性广泛,苹果、葡萄、桃子等70多种经济作物都是它喜爱的食物。斑衣蜡蝉在取食的时候,会用刺吸食口器扎破植物表面,吸食韧皮部的汁液,影响植物的生长发育,甚至造成嫩梢萎缩,因此会对农林业造成极大破坏。

斑衣蜡蝉扎堆取食葡萄和苹果(图片来源:mcall.com)

斑衣蜡蝉吸食植物韧皮部汁液示意图(图片来源:extension.psu.edu)

另一个危害在于斑衣蜡蝉会造成植物感染媒污病。

植物韧皮部里含有大量糖类物质,可以说斑衣蜡蝉是喝糖水长大的。糖水太甜消化不掉呀,于是多余的糖分就随尿液排出体外。这甜甜的斑衣蜡蝉排泄物被称作“蜜露”。甜腻腻的蜜露落在周围的植物上,吸引来霉菌大量繁殖,被霉斑覆盖的植物无法进行正常的光合作用,严重时还会出现叶片脱落、枝条枯死的情况。

看这叶子,斑衣蜡蝉的尿威力不小啊(图片来源:marylandgrows.umd.edu)

幸运的是,在原生分布地区往往有一些天敌制约着其种群数量(如我国有寄生性的中华螯蜂),斑衣蜡蝉不至于大面积泛滥。但是,在新环境中没有了来自天敌的压力,斑衣蜡蝉的种群扩张不再受制约,逐渐演变为失控的入侵昆虫

2020年,宾州首次报道斑衣蜡蝉入侵后的第六个年头,斑衣蜡蝉已经从伯克斯县扩散到了其他25个郡县,甚至蔓延到了周边马里兰州和新泽西州等近10个州府。

在宾州和马里兰州等地的居民区和公园,四处可见通缉斑衣蜡蝉的醒目海报。

马里兰州农业部颁发的斑衣蜡蝉“通缉令”(图片来源:smosa.com)

由于破坏力极大,斑衣蜡蝉甚至被评为美国150年以来影响最恶劣的入侵生物。美国东北各州府都绷紧了神经,生怕这种小虫子继续扩散,影响到本区域的经济。

我,斑衣蜡蝉,在美国横着走!(图片来源:entomologytoday.org)

溯源:你从哪里来?

危害美国的斑衣蜡蝉从何而来?宾州伯克斯县只是其首次入侵的记录地点,并不是源头。部分美国昆虫学家根据其原生分布地,

猜想是中美贸易带来了这种不挑食的虫子

。在国外网站上也有民众发表言论,在毫无根据的情况下,将这次虫灾归咎于中国(熟悉的剧情......)。

一条斑衣蜡蝉科普视频下,有评论把矛头直指我国(图片来源:youtube.com)

有关斑衣蜡蝉美国入侵种群的起源问题,近期我国学者在国际进化生物学期刊《Evolutionary Applications》发表了一篇论文,通过实证研究给出了真实可靠的结论。中国农业大学彩万志、李虎教授团队基于分子生物学手段,重构了全球范围内斑衣蜡蝉的入侵历史。数据分析的结果表明,美国的斑衣蜡蝉种群来自韩国,而并非我国。

研究覆盖了全球40个斑衣蜡蝉种群(图片来源:Du et al., 2020)

单倍型分析的结果厘清了各国斑衣蜡蝉的关系(图片来源:Du et al., 2020)

为了铲除这种小虫,美国人甚至用上了狗

面对入侵泛滥的斑衣蜡蝉,宾州农业部尝试了各种防控方法,想要阻挡这种入侵昆虫的脚步,具体措施包括喷洒农药、使用黏虫装置和人工捕杀等等。这些措施在短期、局部范围内起到了一定作用,除去了一些斑衣蜡蝉,但却始终没能将其彻底消灭。

保护密集恐惧症患者

黏虫带上密密麻麻全是斑衣蜡蝉(图片来源:greengianthc.com)

究其原因,在于总有一些“幸运儿”能躲过农药和黏虫装置。由于斑衣蜡蝉的繁殖能力很强,每次能产下30-50个卵。杀灭成虫时遗留的漏网之鱼会在9-12月交配产卵,繁育出大量后代,来年又是一副“春风吹又生”的景象,之前被暂时控制的种群数量则会因此迅速反弹。

斑衣蜡蝉的“虫生”(图片来源:作者汉化自web.uri.edu)

这一排排斑衣蜡蝉的卵,都已经孵化(图片来源:treedrnj.com)

因此,在繁殖期消除卵块可能是比杀灭成虫更加有效、更加彻底的方法。秋冬季节是斑衣蜡蝉产卵期,此时宾州的防治工作重点便从成虫转向了卵块。宾州当地电视台甚至还邀请了斑衣蜡蝉防控专家,在节目中给公众示范刮除卵块的操作。

电视台号召民众一起刮除斑衣蜡蝉卵块(图片来源:nbcphiladelphia.com)

虽说去除卵块能够有效遏制住来年斑衣蜡蝉的种群数量,但寻找斑衣蜡蝉的卵块也不是件容易的事情。斑衣蜡蝉非常聪明狡猾,会在卵块上覆盖一层具有伪装和保护作用的分泌物,让卵块的外观看上去和灰褐色树皮一模一样。如此一来,人眼很难发现产在树皮上的卵块,斑衣蜡蝉的防治工作又遭遇了阻碍。

干燥后的斑衣蜡蝉卵块和树皮一个颜色(图片来源:tomlinsonbomberger.com)

好在我们还有一个嗅觉灵敏的好朋友——狗子!

宾州大学兽医学院的科研人员特意培训了4只能够嗅出斑衣蜡蝉卵块气味的工作犬。在斑衣蜡蝉卵块识别特训的过程中,狗狗们的表现非常优秀,嗅出目标的正确率高达95%。提出训练工作犬来帮助防控斑衣蜡蝉的训犬师Shane Philips表示,这个想法来自于他此前防治另一种入侵昆虫的经验。

一人一狗,组成了寻虫特工队(图片来源:npr.org)

目前一只名为Lucky的一岁半德牧已经正式上岗,它的每日工作就是和Shane一起,在宾州首府哈里斯堡寻找斑衣蜡蝉卵块的踪迹。Lucky的工作重点是巡逻重度受灾区的边缘范围,来确保该地的斑衣蜡蝉不会继续扩散到其他地区。

认真工作的狗子最可爱了!(图片来源:npr.org)

使用工作犬来开展高效的入侵昆虫防治工作并非新鲜事。在此前针对其他几种入侵昆虫的识别实验中,工作犬同样拥有不俗表现:红棕象甲的识别成功率为78%;光肩星天牛的识别成功率为89%;床虱和红火蚁的识别成功率更高,分别达到了97.5%和98.5%。

宾州政府表示,用工作犬来剿灭斑衣蜡蝉卵块这事儿还处于尝试阶段,还需要搜集更多数据来证实这个方法成效好,之后才会大量投入使用,力争将斑衣蜡蝉彻底扼杀在卵块阶段。

尽管目前美国东北部地区用了各种方法来防治斑衣蜡蝉,但目前的效果并不理想。2020年8月宾州的斑衣蜡蝉报道案例高达63000个,同比增长了72%。如果放任不管,预估宾州每年将会遭受每年3.24亿美元的损失。

联邦政府看到这个情况也着急,不想让虫情扩散到其他州府。美国农业部陆陆续续给宾州政府下拨了近千万美元的专项基金,用于开展斑衣蜡蝉的综合防治,具体举措包括:进行长期广泛的种群监测、寻找高效的生物防控天敌、开发化学诱剂、开展民众科普教育等。

美国人民与斑衣蜡蝉的斗争仍在进行中(图片来源:gardenerspath.com)

谁在抵挡入侵生物?

斑衣蜡蝉通过国际贸易,跑到美国大吃特吃,将宾州马里兰州等地搅得天翻地覆,着实令人后怕。在全球经济高度一体化的21世纪,国际间贸易交流越来越频繁,也让国与国之间的生物入侵问题变得愈加严重。

与其花费天价在事后防控入侵生物,不如在事前做好预防工作。站在入侵生物“治未病”工作一线的,是边境口岸上的海关工作人员们。除了管走私,海关还管口岸检验检疫,这是预防外来生物入侵的重要防线

筑起生态安全第一道防线的海关(图片来源:央视新闻报道)

据中国海关总署报道,仅2020年1-10月,我国口岸截获有害生物就超过40万次,成功拦截了近4000种生物进入我国国门。每年的1月26日是国际海关日,谨以此文,向在一线防范生物入侵、保证国家生态安全的海关工作人员致敬!

参考文献:

[1] Barringer L.E. et al. (2015) The First New World Record of Lycorma delicatula (Insecta: Hemiptera: Fulgoridae).

[2] Tomiczek U.H. et al. (2016) Scent Detection Dogs for the Asian Longhorn Beetle, Anoplophora glabripennis.

[3] Du Z.Y. et al. (2020) Global Phylogeography and Invasion History of the Spotted Lanternfly Revealed by Mitochondrial Phylogenomics.

[4] 辛蓓等. 2020. 斑衣蜡蝉若虫寄生蜂地理种群遗传差异及早期快速检测.

[5] https://extension.psu.edu/spotted-lanternfly

[6]https://www.agriculture.pa.gov/Plants_Land_Water/PlantIndustry/Entomology/spotted_lanternfly/Pages/default.aspx