虫虫危机:气候变化让益虫更少、害虫更强

2019-08-24 13:05冉浩
科学大众(中学) 2019年8期
关键词:苍蝇害虫蚊子

冉浩

随着人类文明的飞速发展,我们也给生态环境带来了足够的压力。其中最突出的变化,就是全球大气二氧化碳等温室气体水平的增加,自1750年以来,它们增加了30%,地球的平均气温也随之上升——但这并不意味着我们会生活在一个更加温暖的环境里,而是原本的气候被强烈扰动,变得异常和紊乱,同时,平均气温升高。

在这个大背景下,虫子与病毒的世界也在变化着。对人温和无害的昆虫数量大大减少,而传播病菌、危害庄稼的“超级害虫”却杀出重围,变得越来越强大,今天的地球,仿佛成了昆虫们的“炼蛊池”……

越来越强大的害虫

最近几十年来,各地昆虫的多样性都在急剧下降,也就是说,我们日常能看到的昆虫种类正变得越来越少,不止中国,这一情况正在全球范围内发生。博物学家们对此感触最为深刻,英国蜂类专家戴夫-古尔森曾在他的《寻蜂记( BeeQuest)》里这样感叹,“我们已经很难想象,多年前的博物学家们走在原野上的时候,会是怎样一番物种丰富的景象。”

造成这一变化的原因有很多。首先,集约化的农业行为以及建筑行为,破坏了原本的野生植被,使各种虫子赖以为生的野花、野草销声匿迹,相应的,那些虫也绝迹了。因为,昆虫物种和植物物种之间是有很强对应关系的。其次,集约化农业和城市化生活虽然带给我们足量的食物、舒适的住所,但也附带了一个恶果,那就是会孕育大量与之对应的单一昆虫,它们成群结队让人不胜其烦。其中的绝大多数,我们称之为害虫。然而,这个世界上本没有害虫或益虫,这是我们人类赋予它们的标准,同时在人类活动中影响和塑造了它们。

为了抑制农田或者居住环境里的害虫,我们使用了药物。害虫被抑制住了,但是药物的杀伤是无差别的,害虫的天敌同时也被消灭掉了。事实上,天敌昆虫更容易被消灭掉,因为它们的数量更少,同时也更容易在体内富集药物。所以,整条食物链濒临崩溃。带来的后果就是,害虫的天敌越来越少,我们不得不用更多的药物来控制害虫。

而与天敌昆虫越来越衰弱对应的,是害虫正在变得越来越强大。农田和城市让它们获得了足够的“虫口基数”,这使得它们有足够的数量来应对不利的环境,并筛选出适应性的变异——药物的筛选使得它们的耐药性增强,环境变化的筛选使得它们的适应性进一步增强。随着全球的变暖,加上冬季温暖的室内环境,一些原本只能在南方生存的虫类,正在北上,同时,也使得虫媒疾病的威胁越来越大。

苍蝇军团的活动时间大大增加

苍蝇一定是你非常熟悉的昆虫,大概从春末开始,我们就差不多每天都要接触到它们了。如果你留心观察的话,会发现苍蝇们长得并不一样,它们有不同的种类。比较常见的有家蝇、麻蝇、丽蝇等,其中丽蝇还透着金属光泽,有点好看的样子。然而,不管漂亮与否,它们都是很多疾病的传播者。

蝇类主要以接触方式传播疾病,或者说,当它从一个地方飞到另一个地方落脚的时候,同时也就将病原体从一个地方携带到了另一个地方,当然,它们进食的时候,也会从唾液和粪便里释放出一些病原微生物。在自然界,作为分解者的蝇类是有存在必要的,它們取食尸体、残骸和粪便,同时在上面产卵,最终将这些东西消灭掉,使其重新回到自然界的物质循环中去。这是相当重要的一个环节,如果没有分解者,地球表面早就变成了粪便和尸体的海洋。但是,当它们穿梭于垃圾、粪便和餐桌上的时候,情况就发生了变化——它们会间接地将病原体从一个人传递给另一个人。

那些能够经由肠道传播的疾病,苍蝇多数都能够帮上忙,如霍乱、伤寒、副伤寒、肝炎、痢疾、脊髓灰质炎等,肠道寄生虫也可以通过它们传播。

现在,苍蝇活动的时间正变得越来越长,它们的卯的孵化、幼虫的成长速度正在加快,未来,人们患食源性疾病的概率将因此而上升。据世界卫生组织统计,目前全球每年大约有1/10的人受到食源性疾病的危害。一个典型的例子是弯曲杆菌造成的食物中毒。弯曲杆菌是一种肠道细菌,并可能在很大程度上借由苍蝇传播,人们通常在感染细菌的2-5天后出现腹泻(经常带血)、腹痛、发热、头痛、恶心或呕吐等症状,病程可以持续几天,并且有可能造成严重的并发症,少数情况会造成死亡。加拿大的科学家根据苍蝇活动的变化对这一疾病进行了预测,预计到2080年,蝇类数量的增加将造成当地弯曲杆菌中毒的发病率翻倍。

蚊子边扩地盘边改基因

吸血的蚊子看起来要比在粪便和尸体里“刨食”的苍蝇干净一点,然而,实际情况并不是这样的。它们传播血液疾病,并且带来严重的后果。

蚊子的嘴巴是吸血的得力工具,被称为刺吸式口器,是个非常精密的仪器。当蚊子吸你血的时候,它会刺破你的皮肤表层,然后由口器周围的针状结构将破口撑住,口器的主体会去划伤皮肤的毛细血管,让血液流出来,形成“血池”,然后蚊子就像喝饮料一样将血吸走。这时候,蚊子的口器使用了两根管子,一根管子吸血,另一根管子则会吐出包含抗凝素在内的唾液.以保证“血浆饮料”能够被顺利地吸入。蚊子的唾液中含有大量的病原微生物,这些微生物就顺着伤口进入你的血液中,并且引起疾病。

很多大名鼎鼎的疾病都可以由蚊子来传播,如疟疾、黄热病、登革热、淋巴丝虫病等,其中,疟疾每年能造成超过2亿人感染,死亡人数在44万左右。

与苍蝇类似,目前蚊子活动的范围和时间都在增加,比如白纹伊蚊。这是我们身边一种常见的蚊子,它因为身上具有黑白斑纹而被外国人称为“亚洲虎蚊”,可以传播多种致命的疾病。它在20世纪最后的20年内侵入了美洲,现在已经变成了那里最常见的蚊子之一。白纹伊蚊喜欢较热的环境,并且因为气候变暖而逐渐北上,如果全球变暖继续,它们有望继续扩大地盘。而另一种被称为北美瓶草蚊的蚊子虽然没有太大危害,但科学家却发现它们发生了基因改变,调整了繁殖周期,以适应日益变化的气候,这绝不是一个好兆头。

沉默的蜱虫正在复苏

曾经在相当长的一段时间里,蜱虫并

不怎么常见,但是,现在的情况似乎不太妙,它们的种群正在复苏。也许你还不太熟悉这些小虫,严格来讲,它们不是昆虫,而是蛛形动物。它们是这样的一类动物,平时看起来就像纸片一样干瘪,然而,一旦它们吃饱了,你就会看到一个臃肿得像球一样的东西……它们的食物,是人和动物的血液。

蜱虫通常会隐匿在草丛中,静静地等待着人或者动物路过。一旦它们寻找到合适的机会,爬上身,就会寻找一些不容易被发现或者挠到的地方,比如人的头皮、颈部、耳后、腋窝、脚躁等地方,然后把嘴巴深深地埋进皮肤里,就像一个小瘤子一样长在那里。一旦开始吸血,它们的体积会迅速膨大,变成原来的几倍、几十倍,雌虫甚至可以达到100倍以上。它们可以在宿主身体上待上几天,也可能会很久。

蜱虫同样传播很多疾病,比如脑膜炎,还有由伯氏疏螺旋体所引起的莱姆病。莱姆病是人畜共患病,很容易和其他疾病混淆,而且通过验血才可以确诊。这种疾病表现为慢性炎症性多系统损害,除慢性游走性红斑和关节炎外,还常伴有心脏损害和神经系统受损等症状。而且这一病症可以一再复发,到了后期,也没有什么好的治疗方法。更糟糕的是,之前的莱姆病疫苗似乎已经没有什么效果了,而新的疫苗尚未开发成功。

而现在,莱姆病的疫区还在扩大,因为蜱虫,特别是硬蜱的数量和分布范围都在增长,比如说立陶宛的硬蜱数量,近年来就翻了几倍。这与全球的气候变化有关,同时,也与它们的携带者——鼠类的迁徙有关。在我国,同样存在着硬蜱,也有莱姆病的疫区。我们在户外行动的时候,尤其是在草地上行进后,需要特别注意和检查一下有没有被硬蜱叮咬,如果带着宠物,也应该细致检查宠物。

受到威胁的农业

气候的变化,尤其是农业气象灾害和极端化气候发生的频率增加,使得部分农业虫害的发生越来越严重。气候的整体变暖,有利于植物越冬,同时也提高了昆虫越冬的成活率,虫害的数量上升,发生面积也在扩大,發生代数也会增加。因为昆虫的寿命很短,繁殖周期也很快,所以往往在一年的时间内可以繁殖几代,当然,繁殖的代数越多,吃掉的庄稼也就越多。与此同时,一些原本不是主要害虫的家伙,也有可能上升为主要害虫,从而造成较大的损失。

如1999年,小麦红蜘蛛发生期的提前与大爆发,就与1998年的暧冬有很大关系;而近20年,小麦蚜虫在华北地区的严重发生,与气候变暖密切相关。有研究发现,气候变暖后,东北、山东和北京等地的黏虫都在原来的基础上增加了一两代。当然,气温升高也会对一些害虫造成影响,如夏季气温过高会导致那些在夏季蛰伏的昆虫度夏期延长,抑制这些害虫的发生。但总体上来看,气候的变化还是有利于害虫的。

另一方面,改变的降雨量也会影响害虫的发生。如近10年来,随着春季变得温暖少雨,山东莱芜的小麦红蜘蛛、蚜虫的发生程度较20世纪更重。

2018年,柯蒂斯·多伊奇等人组成的科学家团队将昆虫的生理数据与气候模型相结合,以此来研究昆虫的数量和食欲的增加对作物的影响,结果得到了非常糟糕的预测结果:如果全球的平均气温升高1℃,小麦、玉米和水稻遭受的损失就会增加10%-25%;如果升高2℃,小麦、玉米和水稻的损失会进一步增大,损失分别增加46%、31%和19%。世界粮食供应会因此受到重要影响。这一结果发表在著名的《科学》杂志上,足以说明这一发现的科学性与重要性。

因此,现在的形势已经不容乐观,摆在我们面前的问题是如何尽可能地放缓地球升温的速度,同时,努力去寻找解决这些全球变暖并发症的方法。(责任编辑:白玉磊 责任校对:司明婧)

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