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科学家找到蝗虫集结成群的规律
时间:2006年06月05日10:32 我来说两句  

 
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来源:科技日报

  本报伦敦6月4日电(记者 何屹) 蝗灾可对亚非国家的农业、人民的卫生健康及经济产生很大的危害。大规模蝗灾发生时,一群蝗虫的数量会高达上百亿只,数百公里都可以看到这些令人生畏的蝗虫大军,蝗虫所到之处,几乎寸草不剩。
2004年西部非洲发生的蝗灾时,曾造成25亿美元的巨大经济损失,仅控制蝗灾本身就投入了6000多万美元,因此,发现控制蝗灾的方法极为重要。

  最近,英国和澳大利亚科学家发现,控制蝗灾的关键是了解和掌握蝗虫何时会成群结队地运动。目前,科学家已查明了蝗虫何时会从匹马单枪变成令人恐惧的三光大军的规律。研究表明,蝗虫成灾是有一定规律可循的,当昆虫数量达到一定密度时,才有可能会开始同向飞行。这一发现为控制这种对农业生产造成极大危害的昆虫提供了最佳杀虫时机,也为人们彻底灭虫提供了新武器。

  过去研究人员曾发现,当蝗虫达到一定数量时,相互之间触踫后腿,就会导致这种昆虫采取集体行动。即便是在不能飞的幼虫期,蝗虫也会有步调一致的群体行为。为了发现这种昆虫的群体活动何时才会开始,澳大利亚悉尼大学及英国牛津大学的科学家在实验室中认真地研究了蝗虫的幼虫行为,以便深入了解蝗虫的群体性活动是如何引发的。

  科学家将不同数量的蝗虫幼虫放在一个直径为80厘米的圆形区域中,利用录像设备观察蝗虫的行为,并利用研究粒子运动的数学模型,对这些固定区域内尚不能飞行的昆虫幼虫进行了研究和分析。结果发现,当幼虫的密度仅有2只至7只时,这些幼虫一般都独立活动;但当密度达到10只至25只左右时,它们就会聚集在一起,行动迅速,步调一致,并统一变换飞行方向;当密度超过30只(相当于每平方米75只)时,5分钟后,蝗虫就会成群结队地运动。

  科学家还发现了一个令人十分感兴趣的现象,即当蝗虫密度每平方米超过75只时,蝗虫会避免改变变向,整个蝗虫大军会一直向前。因此,这就使得预测高密度蝗虫的行动方向比低密度要容易的多。蝗虫的行为在这种情况与在自然条件下非常相似,当蝗虫的数量达到一定的临界密度时,它们的组织行为就会发生变化。在自然界,如果每平方米的蝗虫密度超过50只,蝗虫就会采取集体行动,最终造成成群结队的蝗虫蜂拥而至。目前,研究人员正在澳大利亚对蝗虫大军进行实地拍摄,以预测蝗虫的实际行为。

  牛津大学的大卫·桑普特认为,食物信息在蝗群中的传播极为迅速。数量不多的蝗虫主要集中在一个区域内觅食,当它们形成一群时,只要有一个蝗虫发现了食物,整个蝗群就会一拥而上,危害极大。

  桑普特表示,这种集体行为还不仅限于蝗虫,很多动物如鱼、鸟乃至人类,都有类似的集体行动趋向。当人类数量不多时,人们在大街上行走似乎很随意;但人数达到一定密度后,他们就会自然形成一个队列,人们甚至会步调一致地行进。

  桑普认为,现在还不清楚为什么蝗虫会采取步调一致的集体行动,但他说,蝗虫属于同类相残的动物,同向运动不仅可以避免相互之间发生碰撞,还可以避免被同伴吃掉。有关研究人员则认为,动物有组织的集体行动有助于进食、繁育、迁移和避免被食肉动物猎杀。

  研究人员表示,蝗灾的主要威胁在于其数量,科学家现在了解了蝗虫大军形成的机制,这对于控制蝗灾十分有利。这一最新发现不仅为研究大规模动物的群体行为提供了详细信息,而且还为何时开始使用杀虫剂以取得最佳杀虫效果提供了科学依据。

  我们可以期待,人类已经离彻底消除蝗虫之害为期不远了。

(责任编辑:龚伦常)



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