- 飞蝗物语(“创新报国70年”大型报告文学丛书)
- 陈应松
- 12字
- 2023-02-16 10:46:40
第二章 东亚飞蝗的前世今生
一、东亚飞蝗是个什么东西
蝗虫,中华民族苦难的渊薮,大自然的浩劫,民族不屈精神的“磨砺石”。
东亚飞蝗究竟是什么东西?先看两首古诗。
这首诗大约写明了蝗虫的危害,是明朝的朱瞻基所写,出自《捕蝗诗示尚书郭敦》。
清代的袁青绶在《除蝗备考》中评价唐臣姚崇:“唐臣姚崇,‘就使捕之不尽,犹胜养以贻患’,此言出,而古今治蝗乃定。”从唐朝那时起,中国有了专门治蝗的官吏。
唐代大诗人白居易也有一首很有名的捕蝗诗:
诗中描述了蝗虫的可怕。说它们吃起庄稼来像蚕吞食桑叶,飞起来像下雨,千里之间化为赤土,就像恶魔降临。说蝗虫是蛊蠹所化。蝗虫所至,真是巫风惨惨!
那么更早时,中国是否有蝗灾?著名昆虫学家周尧教授在甲骨文中第一次找到大量的“蝗”字和“蝝”字,并认为在《说文解字》中,篆体的“蝗”字和“蝝”字,就是从它们演化来的。
蝗灾肯定不是短短几千年才出现的,东亚飞蝗是中国这块大地上的“老居民”,与我们的耕作方式、地质地貌和气候条件有直接的关系。康乐院士经研究指出,华北地区蝗虫有8万多年的历史。
康乐院士还提出,飞蝗与人类从非洲迁徙的路径相同,但蝗虫并不是追随人类的垦殖脚步而来,蝗虫从非洲进入亚洲的时间更早。
古籍与蝗有关的文字有“蝝”“蝻”“螽”三字。蝗在《左传》称螽,《公羊传》称蝝,始见于《春秋》鲁宣公十五年(公元前594):“初税亩,冬,蝝生。”“蝗”的说法出现在《史记·秦始皇本纪》中。
为何称“蝗”呢?说法各异。有的分析认为:“蝗”有“王”字,古人深受其害,将此物称为虫中之王,也是称蝗不称螽的开始。故《说文》释蝗说:“蝗,螽也。”老百姓一直以来称蝗为蚱蜢、蚂蚱,《月令章句》云:“蝗,螽类。江东谓之蚱蜢。”专门统计历史上蝗灾次数的有徐光启的《除蝗疏》,指出春秋时期的294年(公元前770年——前476年)中有蝝灾发生的共有111年,他是按蝗灾发生的月份统计的,结果可以明显看出蝗灾“最盛于夏秋之间,与百谷长养成熟之时正相值也”,记载在他的《农政全书》卷四十四《荒政》篇里。
也有不少蝗虫,经蝗虫分类学家研究鉴定被确认为不同种类。蚱、蜢、蝗并不是同种生物,而是直翅目蝗亚目昆虫中的三个不同的类群,它们分别隶属于三个不同的总科,即蚱总科、蜢总科和蝗总科,只不过老百姓一直这样叫。过去的昆虫学家也曾把蚱叫作菱蝗,因为它呈菱形;把蜢叫作短角蝗。根据蝗虫分类学家的研究,蚱、蜢、蝗的长相是完全不同的。
飞蝗为迁飞性、杂食性大害虫。飞蝗属昆虫纲,直翅目,蝗科。据统计,蝗总科共有223个属,859种。东亚飞蝗一年为两代,第一代称为夏蝗,第二代称为秋蝗。飞蝗有六条腿,躯体分头、胸、腹三部分。胸部有两对翅,前翅为角质,后翅为膜质。体黄褐色,雄虫在交尾期呈现鲜黄色。雌蝗体长3.95—5.12厘米,雄蝗体长3.3—4.15厘米。有群居型、散居型和中间型三种类型。
我在中科院动物研究所的饲养室看到的群居型,背部黑色,腹面为黄褐色和土黄色,头顶圆,颜面平直,触角丝状,前胸背板中降线发达,沿中线两侧有黑色带纹。前翅淡褐色,有暗色斑点。散居型头、胸、后足都是绿色。好像是两种完全不同的蚂蚱,但这就是一种,一旦它们群居之后,准备迁飞,就突然从绿色变成黑褐色而且块头超大,成群时千万只聚集,有密集恐惧症的人见了一定会觳觫失色。
飞蝗,是洲际性农业重大害虫。分布于亚洲、非洲、欧洲、大洋洲。已知有1种,曾被描述为10亚种,即亚洲飞蝗、东亚飞蝗、西藏飞蝗、缅甸飞蝗、非洲飞蝗、马达加斯加飞蝗、地中海飞蝗、西欧飞蝗、何氏飞蝗、俄罗斯飞蝗。我国有3亚种:东亚飞蝗、亚洲飞蝗和西藏飞蝗。东亚飞蝗是在我国最为猖獗、危害最严重的一种。
不过现在,经康乐院士研究证明,飞蝗在全世界只有两个亚种,我国只有一个亚种,就叫亚洲飞蝗,这在国际上已有定论并被广泛采用,这是后话。
“卵——蝗蝻——成虫”是蝗虫生命的三个阶段,生物学上叫作一个世代。蝗虫一年的发生世代数常随蝗虫种类、地理位置以及卵、蝻、成虫的发育天数等的不同而有所变化。如飞蝗一年可发生1—4代,一头雌虫可以产200—300粒卵,难怪蝗虫会迅速成灾。蝗卵在适宜的温度下,从土壤下的卵块中孵化而钻出到土壤表面,其幼虫叫作第一龄蝗蝻。由于蝗虫是外骨骼,虫体必须蜕皮才能长大,蜕一次皮长大一龄。五龄蝗蝻蜕皮时,长出长翅变成能飞翔的成虫。雌雄两性成虫在羽化后7—14天就可交配,雌虫在交配后经过7—10天就要选择适宜的场所产卵,一生可多次产卵。东亚飞蝗雌性成虫一生平均产3—5块卵,每块蝗卵可有49—90粒卵,个别雌蝗产卵达12块,总卵粒可超过1000粒。也就是说,一个雌蝗最多可生出1000多个后代,这是多么庞大的数字,令人难以置信。
有古书记载称蝗虫是鱼或虾子变的,民间对此笃信不疑。要说原因,是蝗虫特别是飞蝗常发生在湖边或河流沿岸,就有所谓“涝生鱼,旱生蝗”的说法。还有种说法是:涝生蜻蜓,旱生蚂蚱。飞蝗常随水面的下落而在靠近水边的潮湿土壤中产卵,产卵土壤的含水量通常在10%—20%之间,所以造成蝗虫与鱼或虾子有关的错觉。
科学家对蝗虫的研究已经相当透彻,发现它有三个独特的“秘密”:
一是型变现象。蝗虫因其密度的大小有形态与色泽的神奇变化,飞蝗、沙漠蝗和意大利蝗都有此现象。如飞蝗在密度很小时,身体常为绿色,头部较狭,复眼较小,前胸背板呈弧状隆起,前翅较短,超过腹端不多,叫作散居型。这就是我们常在乡间草丛中看到的蝗虫,也叫绿蚂蚱或蚱蜢。但在发生数量很大、密度很高时,这些蝗虫突然变成了棕黄色、土黄色,背部有密集的黑斑点,头部较宽,复眼较大,前胸背板呈马鞍状,前翅较长,超过腹端较多,这就叫作群居型。那些成群结队啃噬庄稼的蝗虫就是这种群居型蝗虫。
飞蝗蝗蝻自小就有群聚现象,蝗蝻成群后即合群跳跃,身体变成黑红色,前脑背板下凹呈马鞍形,羽化后仍保持群居型。为什么会变色?为什么会群聚?谁召唤的?科学家对此进行了深入的研究,发现飞蝗蝗蝻胃肠可产生一种群聚信息素,也叫黑化信息素,又称蝗酚,它由木质素分解而成。它转成排泄物排出体外,使附近空气中含有大量蝗酚。蝗酚是跳跃行为的引诱剂,可刺激飞蝗黑色素的形成并影响群居型特征的发育。群居型蝗蝻和成虫的高密度发生就形成蝗虫的大发生,并造成蝗灾。
关于群聚现象,康乐院士和他的生态基因组从基因、小分子入手研究出更多位于世界前列的成果,本书后面将有详细叙述。
飞蝗的型变,古代也不是没被注意,只是时代局限,认识不深,如东汉哲学家王充在《论衡》中,对飞蝗做了详尽的记述:“变复之家,谓虫食谷者,部吏所致也。贪则侵渔,故虫食谷。身黑头赤,则谓武官;头黑身赤,则谓文官。使加罚于虫所象类之吏,则虫灭息,不复见矣。夫头赤则谓武吏,头黑则谓文吏所致也。时或头赤身白,头黑身黄,或头身皆黄,或头身皆青,或皆白,若鱼肉之虫……蝗时至,蔽天如雨,集地食物,不择谷草。察其头身,象类何吏?变复之家,谓蝗何应?”蝗虫上述种种体色则应为散居型或群居型的体色,遗憾的是王充未能将散居型和群居型的体色分清。不过,在当时的条件下,能有这种认知实属不易。文官蝗、武官蝗的提法也被后人引用。
在国际上确定蝗虫型变现象的第一个人是英国的尤瓦洛夫(B.P.Uvarov),1921年他提出型变的理论。中华人民共和国成立后,郭郛、马世骏、高慰曾、陈永林等对飞蝗两型进行了研究,基本弄清了飞蝗的型变规律和原因。康乐院士对飞蝗型变研究非常深透,他撰写的《飞蝗型变的生态基因组学研究》,是迄今国内外具有很高成就的飞蝗型变研究成果。
二是腹部伸缩的本领。东亚飞蝗在交配7—10天后,体内卵巢渐渐发育成熟,将选择适宜场所产卵,雌蝗以腹端两对坚硬的生殖瓣,将土壤向四旁分开,把整个腹部插入土中后,将卵逐粒产出,同时分泌胶液,待卵粒全部产出后,再分泌大量胶液,将整个产卵孔完全封闭,将产卵孔埋好。根据土壤干湿度掘进其深浅,其秘密在于它的腹部第四、五节至第六、七节的3节节间膜,均可延伸,第四、五节间膜可伸长10厘米,第五、六节间膜可伸长12厘米,第六、七节间膜可伸长10厘米,延伸后整个腹部的长度为正常腹部的3—8倍,可谓神奇!
三是孤雌生殖。据说,沙漠蝗和飞蝗都可能有孤雌生殖的现象,即雌性成虫羽化后,不经交配亦可产卵,未受精的蝗卵竟然可以发育,孵化的蝗蝻全部为雌性。羽化为成虫后,雌性成虫不经交配,仍可继续孤雌生殖,其后代仍均为雌性。
自然界太不可思议了,太神奇了。喜欢生物学的都知道什么是孤雌生殖。孤雌生殖是一种超越人们想象的神秘的生命遗传现象。难道生命不需要进行雌雄交配也能繁殖后代吗?答案是肯定的,动植物都有。这是一种普遍存在于一些较原始动物种类身上的生殖现象,就是生物不需要雄性个体,单独的雌性也可以通过复制自身的DNA进行繁殖。很多种生物都有孤雌生殖现象的记录,像锤头鲨这种较为原始的软骨鱼类也曾出现过孤雌生殖。蜜蜂、蚂蚁和蚜虫,都能孤雌生殖。另一件震惊生物界的事是,在英国的切斯特郡立动物园,2006年5月,一只单独饲养的雌性科莫多巨蜥居然发生了孤雌生殖的奇特现象,也称得上是孤雌生殖的奇闻。
有性生殖,虽然是一桩美妙的事情,但在动植物界却是一个危险的行为。例如:有些雌性蜘蛛、螳螂会在交配后把雄性吃掉,还有动物在求偶时的呼唤,不仅耗费能量,也会引来捕食者。兽吼、鸟鸣、蛙叫、开屏……都不过是向异性炫耀和传递信号,赶在异性到来之前,猎人、野猫、猎隼和各种“捕手”早就将暴露自己的雄性生擒或灭掉。
为争夺配偶,羚羊、麋鹿高大而又扭曲的犄角成为对攻的武器,锦鸡、孔雀华丽的尾羽,成为累赘的身体器官,被捕杀的概率升高。进化是十分奇妙的,孤雌生殖就是这种生命奇观。再说母蚜虫,如果食物充足,它会抓紧时间进行孤雌生殖,能繁殖几代就繁殖几代,到秋末冬初时才会产生雌、雄两性个体,两者交配产卵越冬。孤雌生殖是如何实现的?科学家对这个问题也还没有答案。人类呢,是否未来可以孤雌生殖?这是一个大胆的假设。