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美國多地被隔離,原因不是病毒,而是蟲子……

科學 唐山科普

美國東北部地區最近不太安寧,賓州多個郡縣被列為隔離區。身處隔離區的人,無論是進出本區域、或是運輸商業物品,都需向當地政府進行報備,然後經過仔細徹底的檢查後才可通行。造成隔離的原因並不是新冠病毒,而是一種蟲災。

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劃分了蟲災隔離區(藍色)的賓州地圖

故事要從7年前說起

2014年9月,賓州昆蟲學家Lawrence Barringer等人在當地的伯克斯縣採集到了百餘隻不同尋常的昆蟲。這種昆蟲的前翅長有星星點點的斑紋,後翅則是黑紅相間的惹眼配色。經過鑑定,Lawrence確定了這些陌生小蟲子的身份,它們是一種隸屬於半翅目蠟蟬科的昆蟲,英文俗稱spotted lanternfly,中文名為斑衣蠟蟬。

此次記錄的斑衣蠟蟬並非美國的本土物種,它原本只分佈於我國、越南及印度等東亞國家,近年通過國際貿易被無意引入到其他國家。這次在賓州伯克斯縣採集到不少標本,說明斑衣蠟蟬已在當地落地生根數年,形成了穩定種群。Lawrence可能沒想到,這竟是一場生態災難的開端。

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名字好聽,長得也蠻好看,怎麼就成災了呢?

斑衣蠟蟬的主要危害在於其食性廣泛,蘋果、葡萄、桃子等70多種經濟作物都是它喜愛的食物。斑衣蠟蟬在取食的時候,會用刺吸食口器扎破植物表面,吸食韌皮部的汁液,影響植物的生長髮育,甚至造成嫩梢萎縮,因此會對農林業造成極大破壞。

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斑衣蠟蟬扎堆取食葡萄和蘋果

(圖片來源:mcall.com)

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斑衣蠟蟬吸食植物韌皮部汁液示意圖

另一個危害在於斑衣蠟蟬會造成植物感染媒汙病。

植物韌皮部裡含有大量糖類物質,可以說斑衣蠟蟬是喝糖水長大的。糖水太甜消化不掉呀,於是多餘的糖分就隨尿液排出體外。這甜甜的斑衣蠟蟬排洩物被稱作“蜜露”。甜膩膩的蜜露落在周圍的植物上,吸引來黴菌大量繁殖,被黴斑覆蓋的植物無法進行正常的光合作用,嚴重時還會出現葉片脫落、枝條枯死的情況。

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看這葉子,斑衣蠟蟬的尿威力不小啊

幸運的是,在原生分佈地區往往有一些天敵制約著其種群數量(如我國有寄生性的中華螯蜂),斑衣蠟蟬不至於大面積氾濫。但是,在新環境中沒有了來自天敵的壓力,斑衣蠟蟬的種群擴張不再受制約,逐漸演變為失控的入侵昆蟲。

2020年,賓州首次報道斑衣蠟蟬入侵後的第六個年頭,斑衣蠟蟬已經從伯克斯縣擴散到了其他25個郡縣,甚至蔓延到了周邊馬裡蘭州和新澤西州等近10個州府。

在賓州和馬裡蘭州等地的居民區和公園,四處可見通緝斑衣蠟蟬的醒目海報。

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馬裡蘭州農業部頒發的斑衣蠟蟬“通緝令”

(圖片來源:smosa.com)

由於破壞力極大,斑衣蠟蟬甚至被評為美國150年以來影響最惡劣的入侵生物。美國東北各州府都繃緊了神經,生怕這種小蟲子繼續擴散,影響到本區域的經濟。

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我,斑衣蠟蟬,在美國橫著走!

(圖片來源:entomologytoday.org)

溯源:你從哪裡來?

危害美國的斑衣蠟蟬從何而來?賓州伯克斯縣只是其首次入侵的記錄地點,並不是源頭。部分美國昆蟲學家根據其原生分佈地,猜想是中美貿易帶來了這種不挑食的蟲子。在國外網站上也有民眾發表言論,在毫無根據的情況下,將這次蟲災歸咎於中國(熟悉的劇情......)。

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一條斑衣蠟蟬科普視頻下,有評論把矛頭直指我國

(圖片來源:youtube.com)

有關斑衣蠟蟬美國入侵種群的起源問題,近期我國學者在國際進化生物學期刊《Evolutionary Applications》發表了一篇論文,通過實證研究給出了真實可靠的結論。中國農業大學彩萬志、李虎教授團隊基於分子生物學手段,重構了全球範圍內斑衣蠟蟬的入侵歷史。數據分析的結果表明,美國的斑衣蠟蟬種群來自韓國,而並非我國。

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研究覆蓋了全球40個斑衣蠟蟬種群

(圖片來源:Du et al., 2020)

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單倍型分析的結果釐清了各國斑衣蠟蟬的關係

(圖片來源:Du et al., 2020)

為了剷除這種小蟲,美國人甚至用上了狗

面對入侵氾濫的斑衣蠟蟬,賓州農業部嘗試了各種防控方法,想要阻擋這種入侵昆蟲的腳步,具體措施包括噴灑農藥、使用黏蟲裝置和人工捕殺等等。這些措施在短期、局部範圍內起到了一定作用,除去了一些斑衣蠟蟬,但卻始終沒能將其徹底消滅。

保護密集恐懼症患者

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黏蟲帶上密密麻麻全是斑衣蠟蟬

(圖片來源:greengianthc.com)

究其原因,在於總有一些“幸運兒”能躲過農藥和黏蟲裝置。由於斑衣蠟蟬的繁殖能力很強,每次能產下30-50個卵。殺滅成蟲時遺留的漏網之魚會在9-12月交配產卵,繁育出大量後代,來年又是一副“春風吹又生”的景象,之前被暫時控制的種群數量則會因此迅速反彈。

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斑衣蠟蟬的“蟲生”

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這一排排斑衣蠟蟬的卵,都已經孵化

(圖片來源:treedrnj.com)

因此,在繁殖期消除卵塊可能是比殺滅成蟲更加有效、更加徹底的方法。秋冬季節是斑衣蠟蟬產卵期,此時賓州的防治工作重點便從成蟲轉向了卵塊。賓州當地電視臺甚至還邀請了斑衣蠟蟬防控專家,在節目中給公眾示範刮除卵塊的操作。

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‍電視臺號召民眾一起刮除斑衣蠟蟬卵塊

(圖片來源:nbcphiladelphia.com)‍

雖說去除卵塊能夠有效遏制住來年斑衣蠟蟬的種群數量,但尋找斑衣蠟蟬的卵塊也不是件容易的事情。斑衣蠟蟬非常聰明狡猾,會在卵塊上覆蓋一層具有偽裝和保護作用的分泌物,讓卵塊的外觀看上去和灰褐色樹皮一模一樣。如此一來,人眼很難發現產在樹皮上的卵塊,斑衣蠟蟬的防治工作又遭遇了阻礙。

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乾燥後的斑衣蠟蟬卵塊和樹皮一個顏色

(圖片來源:tomlinsonbomberger.com)

好在我們還有一個嗅覺靈敏的好朋友——狗子!

賓州大學獸醫學院的科研人員特意培訓了4只能夠嗅出斑衣蠟蟬卵塊氣味的工作犬。在斑衣蠟蟬卵塊識別特訓的過程中,狗狗們的表現非常優秀,嗅出目標的正確率高達95%。提出訓練工作犬來幫助防控斑衣蠟蟬的訓犬師Shane Philips表示,這個想法來自於他此前防治另一種入侵昆蟲的經驗。

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一人一狗,組成了尋蟲特工隊

(圖片來源:npr.org)

目前一隻名為Lucky的一歲半德牧已經正式上崗,它的每日工作就是和Shane一起,在賓州首府哈裡斯堡尋找斑衣蠟蟬卵塊的蹤跡。Lucky的工作重點是巡邏重度受災區的邊緣範圍,來確保該地的斑衣蠟蟬不會繼續擴散到其他地區。

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認真工作的狗子最可愛了!

(圖片來源:npr.org)

使用工作犬來開展高效的入侵昆蟲防治工作並非新鮮事。在此前針對其他幾種入侵昆蟲的識別實驗中,工作犬同樣擁有不俗表現:紅棕象甲的識別成功率為78%;光肩星天牛的識別成功率為89%;床蝨和紅火蟻的識別成功率更高,分別達到了97.5%和98.5%。

賓州政府表示,用工作犬來剿滅斑衣蠟蟬卵塊這事兒還處於嘗試階段,還需要蒐集更多數據來證實這個方法成效好,之後才會大量投入使用,力爭將斑衣蠟蟬徹底扼殺在卵塊階段。

儘管目前美國東北部地區用了各種方法來防治斑衣蠟蟬,但目前的效果並不理想。2020年8月賓州的斑衣蠟蟬報道案例高達63000個,同比增長了72%。如果放任不管,預估賓州每年將會遭受每年3.24億美元的損失。

聯邦政府看到這個情況也著急,不想讓蟲情擴散到其他州府。美國農業部陸陸續續給賓州政府下撥了近千萬美元的專項基金,用於開展斑衣蠟蟬的綜合防治,具體舉措包括:進行長期廣泛的種群監測、尋找高效的生物防控天敵、開發化學誘劑、開展民眾科普教育等。

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美國人民與斑衣蠟蟬的鬥爭仍在進行中

(圖片來源:gardenerspath.com)

誰在抵擋入侵生物?

斑衣蠟蟬通過國際貿易,跑到美國大吃特吃,將賓州馬裡蘭州等地攪得天翻地覆,著實令人後怕。在全球經濟高度一體化的21世紀,國際間貿易交流越來越頻繁,也讓國與國之間的生物入侵問題變得愈加嚴重。

與其花費天價在事後防控入侵生物,不如在事前做好預防工作。站在入侵生物“治未病”工作一線的,是邊境口岸上的海關工作人員們。除了管走私,海關還管口岸檢驗檢疫,這是預防外來生物入侵的重要防線。

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築起生態安全第一道防線的海關

(圖片來源:央視新聞報道)

據中國海關總署報道,僅2020年1-10月,我國口岸截獲有害生物就超過40萬次,成功攔截了近4000種生物進入我國國門。每年的1月26日是國際海關日,謹以此文,向在一線防範生物入侵、保證國家生態安全的海關工作人員致敬!

參考文獻:

[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. 斑衣蠟蟬若蟲寄生蜂地理種群遺傳差異及早期快速檢測.

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

[6]https://www.agriculture.pa.gov/Plants_Land_Water/

PlantIndustry/Entomology/spotted_lanternfly/Pages/default.aspx

文章來源:科學大院

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