昆虫的“化学”社交

在纷繁复杂的生态系统中，昆虫可以自由地取食、筑穴、求偶、产卵和御敌；它们奔走在草丛间，飞舞在花丛中，时而分散，时而聚集，这样的行为和活动都与物理或化学元素参与信息传递有关。物理元素，如光，昆虫可以对它作出视觉反应。如苹果实蝇的视觉波长为300～600毫米，因此对绿色、黄色的植物可以产生趋向行为；如声，一种叶蝉在求偶时能发出人类听不到且有节奏的鸣叫声，以召唤异性昆虫，这就是昆虫的音频通讯方式。那么，昆虫又是如何利用化学元素进行“社交”的呢？

昆虫的“化学”特质

唐朝诗人张泌曾在有关“蝴蝶儿”的词中写道：“还似花间见，双双对对飞”。那么，蝴蝶为什么会成双成对地飞呢？原来，大多数蝶类的雌蝶体内有种腺体，可以分泌微量的化学物质，这些化学物质能在空气中迅速传播，招引同种异性的昆虫前来“约会”。人们把这种化学物质称为“性信息素”，是雌性成虫性成熟后释放体外作为求偶“通信联系”的一种化学物质。

早在80多年前，美国考林氏就利用从舞毒蛾腹类提取的性信息素监测舞毒蛾的分布和发生范围。50多年前美国农业部用人工合成的引诱剂，作为监测地中海果蝇的预警系统，指导适时使用杀虫剂防治果蝇。西德化学家布顿恩特分离鉴定了第一个天然性信息素家蚕醇就显示出对雄虫的活性，从此揭开了自然界的一个新奥秘，大大推动了此项研究的进程。

到1982年全世界不仅有150多种昆虫性信息素被分离鉴定，还发现了674种信息素和引诱剂。1979年，美国批准了红铃虫、家蝇、舞毒蛾和日本丽金蝇4种昆虫性信息素用于防治农业害虫。

我国于上世纪60年代开始进行性信息素的研究，到70年代年着手鉴定马尾松毛虫性信息素的结构。当时研究人员首先人工合成了红铃虫的性引诱剂，同时开展了害虫测报和防治方面的试验研究，其应用效果得到了肯定并通过了鉴定。至今我国已能合成100多种昆虫性信息素，在农林害虫测报和防治应用技术上有了新的突破，探索出一些更简便易行的使用方法，并取得了理想的经济效益和生态效益。

昆虫“化学元素”的花样功能

引起昆虫相互作用的化学物质叫做行为化学信息素。研究人员发现，很多昆虫都能产生并释放“行为化学信息素”。其中，一类是外激素。它的主要作用是在同种不同个体间的信息传递，主要有性信息素、聚集信息素、报警信息素、追踪信息素等。这些信息素都由昆虫自身产生，通过腺体释放，易挥发、极微量且有极强的生理活性，只需几个或几十个信息素分子就可以引起昆虫的生理反应，但功能却各不相同。

根据外激素作用引起昆虫行为的反应不同，进一步可分为性信息素（性外激素）、报警信息素和聚集信息素等。报警信息素主要作用是通知同类个体作出逃避反应。如七星瓢虫捕食棉蚜时，被捕食蚜虫腹管立即会释放出水滴状液体（报警信息素），与此同时周围蚜虫便会纷纷跌落，离开植株。聚集信息素能释放一种召唤同类共同分享取食的信息素，如小蠹甲发现了喜食的榆树、松树这类植物后。另外，蚂蚁活动常常会有一定的路线，这是标迹外激素的作用。

性信息素又称性外激素，由成熟雌虫或雄虫产生并释放的化学物质并引诱异性昆虫前去交尾。据科学家研究发现，大约有三四百多种雌蛾、几十种雄蛾和四十四种蝶类能产生性信息素。这类信息素能引诱或激起同种异性昆虫进行交尾，对别种昆虫则毫无效果。

聚集信息素也叫聚集外激素，能召唤同种昆虫聚集的化学物质。甲虫类的雌雄成虫皆可分泌聚集信息素，能同时影响雌雄两性的行为。

报警信息素又称报警外激素，它能引起同种个体采取警戒，逃避或自卫等行为。例如，当人们触犯一头桃蚜时，它便释放报警信息素，周围的桃蚜通过感受器接收到这一信息，就会纷纷掉落或爬开。

追踪信息素又叫追迹外激素，这是能给同种昆虫指示路径的化学物质，由社会性昆虫体内腺体制造，直接排出散发到体外，而产生的追踪活动。如最常见的工蚁在食源到巢穴的路上留下一种气味物质，循着这一“信息走廊”，可以准确地返回巢穴或让同伴跟踪而来。

据报道，国外科学家已有利用聚集信息素、追踪信息素和报警信息素进行治虫，但我国在这些方面尚未有实质性的研究成果。

让昆虫“意乱情迷”的“性引诱剂”

性信息素具有高度的专一性和很强烈的引诱力。一头雌蛾虽然只能释放0.005微克左右的性信息素，却能诱集一百万头雄蛾。科学家从中得到启发，把害虫的性信息素制成诱捕器，用来诱杀害虫。因不污染环境、无残毒，引发害虫产生抗性的概率很小，且只对某种害虫有效，靶标明确，不会误伤有益昆虫。所以，近年来利用“性信息素”治虫的方法已引起人们广泛的重视。但要从昆虫体内取出这种极微量的“农药”，需要饲养大量有关的害虫，又要在无菌条件下进行提取，并非易事，于是人们就模拟性信息素进行人工合成，制出了性引诱剂。

科学家曾用浸有性引诱剂的纸片（上面涂有粘胶或杀虫剂），在太平洋一个岛上通过飞机投掷作了15次杀虫试验，结果把岛上为害果树的某种害虫的雄虫全部杀死，只剩下雌虫不能生殖而绝种。因此，科学家把“化学不育剂”和“性引诱剂”配合使用，则可使某种昆虫交配而不产生后代，从而达到防治目的。　采用“迷向”技术，是性信息素治虫的另一有效途径。在田间释放性引诱剂，使空气中弥漫性信息素分子，以干扰两性间的联络（迷向），阻止其交配达到不育的目的。

性引诱剂也被广泛用于虫情测报。北京市团河农场用人工饲养的赤眼蜂防治梨小食心虫，以前用果醋水诱蛾法进行测报，由于诱不到多少蛾子而无法确定适当的放蜂时间。后来用性引诱剂引诱梨小食心虫，才准确地测报了虫情，并适时放蜂治虫，才取得了良好的防治效果。

    昆虫性信息素在农业生产上的应用

在害虫测报上的应用。由于昆虫性信息素具有生物活性强和种属特异性强的显著特点，因而用性信息素制成的诱捕器表现出灵敏度高、选择性强的优点。它能诱集早期发生和数量很少时的害虫，一旦诱蛾数量多，则蛾高峰明显。昆虫性信息素能比较准确地反映害虫消长规律，便于掌握防治适期，在一些地区或某些害虫测报中已被列为常规手段之一。美国、以色列、印度等国家用性信息素诱捕器测报红铃虫、棉铃象虫、棉铃虫、茶小卷叶蛾、金刚钻等已取得良好效果。

据统计，全世界应用昆虫性信息素测报害虫种类已超过158种，其中有鳞翅目81种，鞘翅4种，双翅目12种，同翅目6种，膜翅目47种。我国自从1972年开始合成性信息以来，进行害虫测报的昆虫种类有红铃虫、二化螟、稻纵卷叶螟、稻瘿蚊、桃小食心虫、梨小食心虫和马尾松毛虫等10余种，其中红铃虫和桃小食心虫已被农业农村部正式列为测报方法之一，在全国推广应用已取得显著的成效。

棉红铃虫是我国长江流域棉花的主要害虫，发生世代多且交替重叠，测报和防治都很困难，历年因受害而损失约占产量的10%以上。传统的测报方法是黑光灯诱蛾，结合室内养虫、田间查虫。这种方法不仅费工费力，而且测报准确率较低，防治效果不佳。自从应用性信息素测报以来，江西、江苏、浙江、四川、福建和上海6省1市组成协作组，对应用技术开展攻关研究，取得了预期效果。根据性信息素诱捕器诱到的红铃虫成虫的数量变化情况以及高峰时间来确定防治日期，可及时有效地指导防治，基本上控制了危害。每亩施药次数由原来6～7次减少到3～4次，既节省了农药和用工成本，又提高了防治效果。在浙江还建立了红铃虫发生期和危害程度的预测模式，经验证发生期预测符合率达80%以上，危害程度预报2、3代符合率达100%。

在田间害虫防治上的应用。近几年来，昆虫性信息素被直接用于防治某些害虫，随着防治机理和使用技术研究的不断深入，其成效也越来越显著。昆虫性信息素不像化学农药能直接杀死害虫，它是通过扰乱雌雄交配前的信息联系，使雄蛾无法找到雌蛾交配繁殖后代，从而达到控制害虫种群数量、减轻危害的目的。目前，应用于田间防治的主要方法有如下两种。

一是迷向法。迷向法也叫干扰交配法，在国外研究比较早。这种方法是在害虫交尾场所释放大量性信息素，使其弥漫在田间，破坏雌雄虫彼此交尾的信息联系，使雄蛾无法辨别雌蛾所在的方位，从而不能交配。应用迷向法防治害虫，性信息素发射源设置距离的远近很重要。远距离方式，贮存性信息素的挥发器间隔从1公里到几公里，挥发器通常是金属碟、聚乙烯毛细管束、凝胶瓶和存贮器；近距离给药方式，挥发器之间的间隔为几厘米到几十米不等。

挥发器一般是软木颗粒、空心纤维、塑料夹片及微胶囊等，无论是采用远距离或近距离释放技术，均以是否达到扰乱雌雄交配通讯联系为准。只要田间充满性信息素气味并达到有效浓度，就能使雄蛾定向活动受到干扰。有研究认为，昆虫性信息素的释放速率必须恒定，否则起不到干扰定向作用。如在防治红铃虫试验中，使用人工合成的“海克”引诱剂，当挥发器以每夜20毫克/公顷的剂量释放时，挥发器的间距为30米时，雄蛾定向抑制率达90%以上；当间距离增加到40米时，定向抑制率明显降低；当超过70米时，已无效。

二是诱杀法。此办法在国内外应用较为普遍，即是在田间设置大量性信息素诱捕器来杀死雄蛾，造成雌雄比例失调，从而减少交配机率，达到防治害虫的目的。如国外一些农业发达的国家，批准了家蝇、舞毒蛾、红铃虫、棉铃虫、西方松斑螟、日本丽金蝇、桃透翅蛾、番茄蠹蛾和苹果蠹蛾等9种昆虫性信息素用于防治农林害虫，在实际应用中取得了十分显著的效果。