发现“超级入侵”的两大“武器”

　　由于B型烟粉虱近年来陆续入侵北美洲、南美洲、亚洲、大洋洲，使许多国家和地区的大片作物严重减产甚至绝收，许多国家的科学家一直在探索其超级入侵本能的奥秘。但各国科学家一直都没有找到答案，有的只好放弃研究。

　　2002年，浙大昆虫科学研究所和中国农业科学院植物保护研究所、澳大利亚同行等合作开展研究。刘树生等通过长期研究发现，B型烟粉虱之所以能让成片的农作物绝收，因为它有两大“武器”：一方面利用交配行为入侵，让土著烟粉虱绝种；另一方面与病毒强强联合，既加快自身的繁殖，又加速植物病毒病的流行。

　　课题组观察发现，当两只雌雄B型烟粉虱独处时，72小时内只交配6次，但当加入一只雄性土著烟粉虱时，它们之间的交配次数提高到9次，相反把一只雄性B型烟粉虱加入到一对土著烟粉虱中，虽然雄性的B型烟粉虱不与土著烟粉虱完成交配，但它会不断发出求爱信息，甚至是直接干扰土著烟粉虱雌雄间完成交配。土著烟粉虱的交配次数减少到2-3次，因此当B型烟粉虱入侵后，与土著烟粉虱共存时，其雌雄间的交配频率迅速增加，卵子受精率提高，后代雌性个体比例由独处时的约60%提升到70-80%，种群增长加快；而土著烟粉虱不仅交配频率下降，后代雌性比由独处时的约50%下降到20-40%，种群增长受到严重压制。

　　刘树生说，由于这种求偶互作在B型烟粉虱与土著烟粉虱之间的作用是对一方有利而对另一方有害，他们将这一行为机制称之为“非对称交配互作”。刘树生说，这一发现揭示了动物入侵的一个极具威力的行为机制，这种机制是入侵者的一种重要内在潜能，当入侵者到达新地域与土著近缘生物共存产生互作，激发这一潜能迅速发挥作用，驱动其入侵和对土著生物的取代过程。这一发现破解了B型烟粉虱入侵的一个关键机制，为解释该害虫的广泛入侵并取代土著烟粉虱的现象和规律，以及对其进一步入侵和地域扩张的预警，提供了重要的理论基础。这一研究成果就是今天发表在《科学》杂志上的论文内容。

　　课题组在研究中还发现，B型烟粉虱与它所传播的植物双生病毒(对植物危害最严重的一类病毒)之间存在互利共生关系，这种关系既有利于B型烟粉虱的繁殖入侵，又加速了病毒病的流行。课题组发现B型烟粉虱吃了带病毒的烟草植株后，其生殖力提高11-17倍，成虫寿命延长5-6倍，8个星期后B型烟粉虱的数量就提高了2-13倍，本地烟粉虱则不能从病毒中获利。并且经B型烟粉虱传播后，植物双生病毒的“毒性”也越来越强。

　　在这两大入侵机制的共同作用下，B型烟粉虱种群迅速扩大，而对农作物危害不大的土著烟粉虱种群迅速减少直至灭绝，就一点都不值得奇怪了。

　　“超级害虫”的奥秘是怎样被揭开的

　　刘树生的一位邻居曾到他的实验室参观，看到他在摆弄植物和试管，对他开玩笑：“你是个大教授啦，可是你做的事也没什么特别嘛。”刘树生笑着说，你隔壁的裁缝每天用尺子量来量去做衣服，一件衣服只能赚几十元钱，巴黎的时装设计师也一样用尺子量来量去，做出的衣服要几万、几十万元一件。关键是不一样的思想。

　　刘树生，首位获得“昆虫学杰出成就奖”荣誉的中国昆虫学家，做出来的真是一件件“巴黎时装”。

　　国外有科学家在研究时，也想通过观察烟粉虱的行为找出B型烟粉虱的入侵机制，但他们采用显微镜观察，把烟粉虱的活动限制在很小的范围，改变了它们的生活习惯，结果没有能揭示B型烟粉虱入侵的奥秘。

　　我们在浙大昆虫科学研究所一间恒温的实验室里看到，生长着烟粉虱的叶子被一个网状的装置固定住，一台台微型摄像机正对着生活在一片片叶子上的烟粉虱拍摄。

　　刘树生发明的这套独特的录像系统，既完全尊重了烟粉虱的生活习惯，又把烟粉虱每天24小时的一举一动完全记录下来，详细观察到烟粉虱在植物上的活动、求偶交配行为以及B型烟粉虱与土著烟粉虱之间的求偶相互作用。

　　在摄像机的小屏幕上，我们看到一只只烟粉虱正在叶子上自由自在地活动、吃东西、交配。刘树生介绍说，他所采用的研究方法的每一步、每一个做法并不高深，有些小聪明的人可能都会想到。

　　但正是这些“小聪明”整合起来创新出了被《科学》杂志看中的大发现。

　　在实验室的冰箱里，冷藏着几十个装着烟粉虱样本的试管。科研人员告诉我们，每根试管里都有几百只烟粉虱，都是今年从浙江各地采集来的烟粉虱样品，还没来得及鉴别它们到底是入侵的烟粉虱还是本地种。在1995至2006年的10多年时间里，课题组成员在中国浙江、澳大利亚昆士兰共40多个地点进行野外系统采样调查，每年在9至11月，要采集上万只烟粉虱，一年要鉴别数千头。

　　烟粉虱非常小，即使放大了55倍，记者也看不出B型烟粉虱与土著烟粉虱的差别，它们从外表形态上来看一模一样。科研人员告诉记者，用肉眼观察，他们也分辨不出B型烟粉虱与土著烟粉虱的区别，就是在显微镜下，他们的外形也是一样。不同的环境中生长的B型烟粉虱还会有随着环境的变化而变化的特征。同一母亲产的卵，产在一片光滑的叶子上，“宝宝”长大后身体是光滑的，而产在长毛的叶片上的卵孵化出的B型烟粉虱也会长一身毛。在研究前，他们要用分子标记也就是通过昆虫的DNA来鉴别出B型烟粉虱和土著烟粉虱。

　　在实验室的一角，整整齐齐码放着四五百盒录像带。刘树生告诉我们，为了获得详尽的行为学数据，课题组用10台摄像机共对1060头烟粉虱做了两万多小时的录像观察。把烟粉虱每天的行为录下来只是第一步，还要对每盘录像带进行观察、分析，然后应用图像处理软件和监视器，详细记录和分析这些昆虫的各种行为。统计出烟粉虱每天的交配次数、繁殖的数量，实验室的科研人员都“叫苦”：每天看昆虫交配，眼睛都看酸了。