飞蝗石(飞蝗)

蝗虫是如何突然爆发，并成灾的？

出品：科普中国

制作：赵序茅（兰州大学 青年研究员）

监制：中国科学院计算机网络信息中心

2020年2月11日，联合国粮食及农业组织（FAO）向全球进行了预警，称希望全球高度戒备现在正在肆虐的蝗灾，防止被入侵国家出现粮食危机。

肯尼亚的沙漠蝗虫爆发。（图片来源：联合国粮食及农业组织）

据悉，本次蝗灾始于非洲，然后飞过红海进入欧洲和亚洲，目前已经到达了巴基斯坦和印度，距中国可以说仅一步之遥。

本次沙漠蝗的迁徙路径图（图片来源：联合国粮食及农业组织）

大家应该都见过蝗虫，不少人小的时候还捉过蝗虫。

在田间地头，经常能见到蝗虫的身影（图片来源:Veer图库）

蝗虫，属直翅目，旗下包括：蚱总科（Tetrigoidea）、蜢总科（Eumastacoidea）、蝗总科（Locustoidea）的种类，全世界有超过10000种，我国有1000余种。

中国古籍中记载的蝗灾大部分是由东亚飞蝗造成的，飞蝗是蝗虫中危害最大的，虽然只有一个物种，但有很多亚种。在我国为害的主要有三个亚种——东亚飞蝗、亚洲飞蝗和西藏飞蝗。

图片来源：百度百科

很多人可能都好奇，田间地头常见的蝗虫，是如何突然爆发，并成灾了呢？

一般而言，蝗灾的发生要满足两个条件：一是数量突然的增加；二是大规模的集群。

其实，蝗虫一直都存在，一般情况下，蝗虫受限于自然条件，种群数量都维持在一个比较稳定的状态。平日里农田、地头间三三两两的蝗虫飞舞，那是无法构成灾害的。只有数量突然爆发，才可能产生危害。

蝗虫卵会藏在卵囊内，在土壤中越冬，在1年中究竟能产多少代（发生的世代数），和年有效积温、食物、光照及其各虫期生长发育情况有很大关系。

中国古代有"旱极而蝗"的说法，认为蝗灾往往和旱灾相生相伴。

蝗虫是一种喜欢温暖干燥的昆虫，干旱的环境有利于它们生长发育，在干旱年份，由于水位下降，土壤变得比较坚实，蝗虫产卵数大为增加。康乐院士认为：干旱造成的蝗灾主要是指飞蝗，并不是越干旱蝗灾越严重。大旱之后往往造成河滩、湖滩的裸露，形成飞蝗非常喜欢的产卵场所，使蝗虫越冬产卵量高，种群密度急剧上升。此外如果再遇上暖冬，次年春季雨水比较丰富，温度回升比较快，就容易导致蝗灾在蝗虫繁殖区的爆发。

现在，非洲、阿拉伯国家和印度、巴基斯坦正遭受蝗灾，距离中国近在咫尺。不过，根据康乐院士的分析：此次蝗灾是由沙漠蝗造成的，中国不是沙漠蝗的分布区。因此对我国形成严重威胁的概率比较小。

现代科学研究表明，由于蝗虫的种类比较多，蝗灾发生的原因也很复杂，不完全一样。有的蝗灾不仅仅和气候有关，过度放牧也会导致其发生。

对中国危害很大的是亚洲小车蝗（Oedaleus asiaticus），小车蝗属在世界上有30多个种，都是欧洲、非洲、澳洲和亚洲等地区的重要草原和农业害虫。

图片来源：百度百科

亚洲小车蝗喜欢取食氮含量较低的食物，高氮食物会使它们的大小和生存能力都有所下降。而重度放牧土壤中氮含量枯竭使得植物含氮量降低，为亚洲小车蝗的生长和发育提供了绝佳的机会。

环境条件和人为活动导致蝗虫数量突然增加，这只是蝗灾形成的第一步。下一步还要集结成群，集体行动。

其实，蝗虫平时都喜欢独居，只有突然大规模集群之后才能造成更大的危害。那蝗虫为何会聚集呢？这也是许多昆虫专家研究的热点问题。

英国牛津大学的动物学家发现，蝗虫后腿的某一部位受到触碰时，它们就会改变原来独来独往的习惯，变得喜欢群居。

蝗虫身上可能具备某种让它们集群的"按钮"，某些触觉因素使蝗虫改变习性。牛津大学的科学家对处于独居阶段的沙漠蝗虫进行试验，反复触碰它身体的多个部位，以寻找让蝗虫产生集群的按钮。

结果他们真的找到了，让蝗虫集群的按钮就在腿部的某个部分，当这个部位受刺激之后，它们就会突然变得喜爱群居，而触碰身体其他部位都不会产生这种效果。在某一自然环境中偶然聚集的蝗虫后腿彼此触碰，可能导致其改变习性，开始成群生活，其成员以同一方式大量增加，进而形成蝗灾。

那么，到底是哪些化学信号刺激了蝗虫的神经系统促使其行为发生改变？

英国牛津与剑桥的研究人员发现蝗虫的集群受到一种叫5-羟色胺的化学物质影响。平日里蝗虫之间彼此嫌弃，一旦它们体内的5-羟色胺水平升高，它们就会摒弃个虫成见，聚集在一起。5-羟色胺化学物质在蝗虫大脑中比较常见，如同武林圣火令，可以号召蝗虫聚集在一起。Michael Anstey及其同时对沙漠蝗虫体内的5-羟色胺水平进行了检测，结果显示：处于集结状态的蝗虫体内的5-羟色胺水平比独处状态的蝗虫高出近3倍多。

当蝗虫具备了上述两个条件，蝗虫群会越聚越大，一个数量多达400亿只蝗虫群一天可以吃掉8万吨食物，相当于40万人一年的口粮。在一个地吃光之后，它们就会起飞、迁徙，吃光，再迁徙。飞蝗成群后一般可以迁飞600千米，有些能够迁飞数千千米，这期间不断会有新的蝗虫加入它们，蝗虫的群体会越来越大，所造成的后果不堪设想!

△索马里地区奥加登（Ogaden）Shilabo-埃塞俄比亚-一群骆驼正试图通过蝗虫的入侵的地区。（图片来源：联合国粮食及农业组织）

人类与蝗虫打了几千年的交道，也留下了不少记录，可以看到，中国古代对于蝗虫的记载，就是一部灾难史：

《礼记·月令》有"虫蝗为灾"的记载。唐宋以后，造纸术的改进和纸张的普及，为历史的记载提供了极大的便利，蝗灾的记载也越发详细。

例如，唐贞元元年（公元785年），夏蝗，东自海，西尽河陇，蔽天，旬日不息。所至草木及畜毛靡有孑遗，饿殍枕道。秋，关辅大蝗，田稼食尽，百姓饥，捕蝗为食。

再例如，明成化二十一年（公元1485年），大旱，飞蝗兼至，人皆相食。流亡者大半，时饥民啸聚山林。太平县蝗虫飞，飞蔽天，禾穗树叶食之殆尽，民悉转壑。是年垣曲民流亡大半，聚啸山林。三月，平阳蝗。四月，河南蝗。七月顺天蝗。

根据记载，从公元前707年（鲁桓公十三年）至公元1907年（清光绪三十三年）的两千六百多年中，共发生蝗灾500余次。

总之，在中国古时，蝗灾可是与水灾、旱灾并列的三大自然灾害之一，蝗灾一旦兴起，遮天蔽日的蝗虫大军可以顷刻间把地理的庄稼洗劫一空，更为恐怖的是蝗灾往往在旱灾之后而来。古人靠天吃饭，一旦地里的庄稼没了收成，接下来便是饿殍遍地、揭竿而起，更有甚者导致亡国灭种。

到了现代，蝗灾的影响依然不容小觑。1985～1996年的12年间，东亚飞蝗在黄河滩、海南岛、天津等蝗区连年大发生。1985年秋，天津北大港东亚飞蝗蝗群东西约宽30余千米，波及面积达250万亩，是新中国成立以来群居型东亚飞蝗第一次跨省迁飞。1998年，东亚飞蝗的夏蝗在山东、河南、河北和天津等8省发生在80万公顷以上。1999年，东亚飞蝗的夏蝗在山东、河南、河北和天津等9省又发生80万公顷以上。

蝗虫对人类的影响不分国界。2016年俄罗斯政府遭遇了30年以来最严重蝗虫灾害，宣布进入紧急状态。漫天飞舞的蝗虫从俄罗斯南部经过，一时间日月无光，天地昏暗，犹如世界末日。据报道，此次蝗灾造成俄罗斯境内10%以上的农田被毁，受灾面积高达7万公顷。这其实就是一次蝗虫大迁徙，只不过它们的数量过于庞大，经科学调查这些蝗虫其实来自遥远的北非。

看似不起眼的昆虫在迁徙的途中可以爆发出惊人的能量，它们的迁徙不仅仅是完成自己生命的传承，更能影响到整个生态系统，蝴蝶效应在自然界非常明显。近年来，科学家发现昆虫迁徙量大得惊人，仅仅在英格兰每年昆虫的迁徙量可以达到惊人的3.5万亿次，重量加起来可以达到3200吨，相当于一艘小型驱逐舰的排水量。如此庞大的生物量放在整个生态系统里也不是小数目，它们影响深远。对于生态系统中以昆虫为食的动物而言，这是一次饕餮大餐；反过来这些昆虫会对植物的生长造成影响。因此，昆虫的迁徙不仅仅是自己的事情，还影响到捕食者、猎物以及竞争者。此外，这些昆虫本身就是一种巨大的能量和营养物质，还有可能携带大量的病原体进行转移，对于整个生态系统的物种循环和能量流动，都有着不同寻常的影响。

在人类的历史上，那些看似强大的猛兽，如狮、虎、豹，却并没有带来多大的伤害。相比之下，这看似弱小的蝗虫竟然危害无穷，成为人类历史性灾难之一。看来强弱之势力，绝非定数，强者未必恒强，弱者未必恒弱。人类需要重视地球上存在的每一个物种，哪怕它看似微不足道。

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