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一代代科学家薪火相传,战胜千年蝗灾 | 科技自立自强之路

2024-08-08   中国科学报   阅读量:70

20世纪上半叶

中国大地蝗灾频发

与水灾、旱灾并称为三大自然灾害

新中国成立初期

各级政府积极动员灭蝗

然而人力终究有限

蝗害依然猖獗

怀着对祖国和同胞的忧心与牵挂

刚在美国明尼苏达大学获得博士学位的马世骏

于1951年底回到中国

加入中国科学院实验生物研究所昆虫研究室

(1953年发展为中国科学院昆虫研究所

1962年并入中国科学院动物研究所)

在这里,他接受的第一个任务

就是治理在中国肆虐了两千年的蝗灾

过去数千年间

人类在与蝗虫的战争中一直胜少败多

这一次

把“科学”这个变量引入其中

结果会不会有所不同?

1952年春天

马世骏指派两名年轻人陈永林和郭郛

奔赴蝗害重灾区——洪泽湖区

马世骏嘱咐他们:

“消灭飞蝗是党中央交给我们的任务

不仅是科学任务

也是重大的政治任务

我们要研究飞蝗生态学、生物学

就得深入飞蝗的老巢。”

▲马世骏院士。

尽管对手只是“小小的蝗虫”

但当年这些治蝗者经历的艰险

不亚于龙潭虎穴

由于饮水不洁

陈永林曾染上恶性疟疾

险些丧命

一次,马世骏一行人在洪泽湖上考察

先后遭遇水盗追击和失锚事件

多亏同行的警察和船长眼疾手快

一船人才幸免于难

如果说洪泽湖区是惊心动魄的战斗前线

中国科学院昆虫研究所就是运筹帷幄的大后方

一群科学家“八仙过海”

对蝗虫发起了立体式进攻

根据研究成果

1954年,马世骏等人向中央主管部门提出

改治结合、根除蝗害的具体实施方案

那些年

国家对黄河、淮河、海河

三大河流实施水利工程

为治蝗战役提供了千载难逢的契机:

改变水利条件,垦荒种地,让蝗虫失去产卵环境

改变植被条件,让飞蝗断粮

改变土壤条件,让飞蝗再无藏身之地

中华大地上,蝗害一年轻于一年

1977年10月24日

新华社、《人民日报》发表文章,庄严宣告:

“飞蝗蔽日的时代一去不返——

危害我国数千年的东亚飞蝗之灾

已被我国人民和科学工作者控制

连续十多年没有发生蝗害!”

1978年

动物所“改治结合,根除蝗害”项目

荣获全国科学大会重大科技成果奖

1980年

马世骏当选中国科学院院士

1982年

“东亚飞蝗生态、生理学等的理论研究

及其在根除蝗害中的意义”

荣获国家自然科学奖二等奖

▲1982年,《中国日报》报道蝗灾控制研究获得国家自然科学奖二等奖。

中国科学家用20多年时间

将中国从数千年蝗灾频发的国家

变成了一个基本控制蝗害的国家

然而

蝗灾就这样退出历史舞台了吗?

20世纪80年代末

国内蝗灾呈现死灰复燃之势:

海南、西藏等地先后出现严重灾情

山东、河北等地飞蝗种群开始抬头

马世骏指导的博士研究生康乐意识到

治理蝗灾不是一劳永逸的

新一代科学家有必要从更深的层面研究飞蝗

1999年

具有划时代意义的人类基因组计划启动

康乐紧扣时代脉搏

开启了蝗虫基因组研究

飞蝗有两种不同的生态型——

群居型背部漆黑、腹面呈棕黄色

散居型则通体碧绿

两型之间可以相互转换

康乐团队发现

与飞蝗两型转化有关的部分基因

富集在多巴胺代谢通路中

如用技术手段提高蝗虫的多巴胺水平

它们就会聚群

反之则更倾向于散居

由于蝗虫只有在聚群时才会成灾

他们的研究为防治蝗灾开启了前所未有的思路

这个团队还打破了长达半个世纪的认知误区

找到了飞蝗真正的群聚信息素

4-乙烯基苯甲醚

以及它的特异性嗅觉受体

一旦把这个受体敲除

蝗虫就再也无法聚群了

自此,新的治蝗局面打开了:

可以诱捕蝗群集中灭杀

可以研发与4-乙烯基苯甲醚结构相似的

竞争性化合物

干扰蝗虫,使之无法聚群

还可以不断释放基因编辑的蝗虫

逐步稀释自然种群中有聚群能力的个体比例

直至它们变为一盘散沙

▲康乐与他研究的飞蝗实验种群。

康乐团队从事蝗虫生态学研究的30余年间

形成了一套对蝗灾进行精准控制的理念和技术体系

该团队于2017年荣获国家自然科学奖二等奖

2020年,联合国粮农组织发来贺信

认为他们的最新成果是

中国科学家为国际昆虫学和蝗虫防治

作出的巨大贡献

2011年,康乐当选中国科学院院士

在他的领导下

更多科研人员成长起来

奋战在蝗虫研究的最前沿

在他们的努力下

蝗虫从一种古老的农业害虫

发展为具有独特价值的模式生物

甚至可以作为帕金森病等神经系统疾病的动物模型

中国科学院一代代科研人员薪火相传

必将续写更多治蝗、用蝗的传奇

全文请见8月9日《中国科学报》将刊发的文章

战胜千年蝗灾的中国攻略

    来源:中国科学报

    责任编辑:宋同舟

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