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第十七章 另一条路

作者:美-蕾切尔·卡逊/译者:许亮 当前章节:6606 字 更新时间:2026-6-16 06:24

我们现在正站在两条路的交叉口上。但是与罗伯特·弗罗斯特的著名诗歌中的路不一样,这两条路截然不同。我们长期以来一直行驶的那条路看起来是舒适、平坦的高速公路,我们可以加速前进,但路的尽头却有灾难在等着我们。另一条我们很少走的岔路为我们提供了保护地球的最后一个机会。

归根结底,走哪一条路是我们自己要作的决定。在承受了这么多之后,假如我们提出了“知情”的要求,并且明白别人在要求我们冒无谓的风险,我们就不应该再相信到处使用有毒化学品的建议,而应该四处找找,看有没有其他道路可行。

除了用化学方法控制昆虫外,还有其他各种奇妙的方法可以利用。这些方法,有的已经在使用,并且取得显著的效果。有的方法还在实验室测试阶段。有的则不过是富于想象力的科学家头脑里的一些想法,等有机会才能加以测试。这些方法都具有一个共性:它们都是生物学的解决办法,其基础是人们对所要控制的生物体的了解,以及对生物体所属的整个生命体系的了解。各个领域的生物学专家都在作着贡献,包括:昆虫学家、病理学家、遗传学家、生理学家、生物化学家、生态学家。所有人都在把他们的知识和灵感投注到创建一门新的科学——生物防治学。

约翰·霍普金斯大学的一位生物学家卡尔·斯旺森教授说:“每一门科学都可以比作一条河。其源头隐约朦胧,不引人注目;时而平缓,时而湍急;有干涸的时候,也有涨水的时候。凭借研究人员的辛勤工作和众多思想支流的汇集,河流势头渐猛;新的概念和理论逐渐产生,又使它得以加宽、加深。”

现代的生物防治科学也是这样。一个世纪以前,为了消灭困扰农民的昆虫,首次引进了昆虫的天敌,这算是生物防治在美国的模糊开始。这门科学的发展时而缓慢,时而停滞,但在成功案例的促进下常常能够加快速度、突飞猛进。20世纪40年代,应用昆虫学领域的研究人员为当时的各种杀虫剂所迷惑,抛弃生物防治的方法,走上了“化学控制”的道路,生物防治科学也就进入干涸时期。把昆虫从世界上消灭掉的目标越来越渺茫。如今,人们终于彻底醒悟,发现随心所欲地使用化学品对我们自身的伤害比昆虫更大。于是,生物防治科学之河开始吸纳思想的支流,又重新流动起来。

有的新方法非常新颖别致,试图利用昆虫的力量作用于昆虫自身。这些方法中最令人赞叹的是“雄性绝育”技术。这种技术是美国农业部昆虫研究所负责人爱德华·尼普林博士与他的同事一起研发出来的。

大约25年前,尼普林博士提出了一个令同事们感到震惊的昆虫防治方法。他提出,如果能把大量的昆虫绝育,然后放出去,绝育的雄性昆虫在特定条件下与野生昆虫竞争并取胜,反复地释放几次后,昆虫就可能产出无法孵化的卵,于是这个族群就渐渐消失了。

这个建议与官方做法冲突,也受到一些科学家的质疑,但是尼普林没有放弃自己的想法。在付诸实验之前,还有一个关键的问题需要解决:要找到一个使昆虫绝育的可行方法。理论上讲,1916年的时候人们已经知道X射线可以使昆虫绝育。当时,一位名叫朗纳的昆虫学家发现了烟草甲虫的绝育现象。20世纪20年代,赫尔曼·穆勒用X射线引起突变的开创性研究打开了一个全新的思想世界;到20世纪中期,许多研究人员都报告了用X射线或伽马射线使至少12种昆虫绝育的情况。

但这些还都只是实验,实际应用还有很长的一段路要走。大约1950年,尼普林博士开始推动工作,试图用绝育技术解决困扰南部牲畜的一种害虫——螺旋蝇。这种苍蝇会把卵产在温血动物的伤口上。孵化出的幼虫在宿主身上寄生,以宿主的血肉为食。10天之内,一只成年牛就会死于严重感染。美国每年的牲畜损失约为4 000万美元。野生动物的死亡数量无法估算,但一定很多。德克萨斯州一些地区的鹿变少就是螺旋蝇造成的。螺旋蝇是一种热带或亚热带昆虫,在中南美地区、墨西哥以及美国西南部生存。大约在1933年,螺旋蝇意外地进入佛罗里达州,那里的气候允许它们得以过冬,繁衍后代。后来,螺旋蝇又蔓延到亚拉巴马州南部和乔治亚州。很快,美国东南部的畜牧业损失就上升到每年2 000万美元。

在过去的几年里,德克萨斯州农业部的科学家们收集了大量关于螺旋蝇生物特性的信息。到了1954年,在佛罗里达州的岛屿上进行初步实验后,尼普林博士准备进行更大规模的实验,以证明他的理论。在荷兰政府的安排下,他去了离大陆至少50英里的加勒比海地区的库拉索岛。

从1954年8月开始,在佛罗里达农业部实验室培养并绝育的螺旋蝇被空运至库拉索岛,并在那里以每周400平方英里的速度投放。实验山羊身上的卵团数量几乎立刻减少了,同时卵的能育性也有所下降。投放仅仅7周后,所有的卵就都不能孵化了。很快就再也找不到卵团了。库拉索岛上的螺旋蝇被彻底消灭了。

库拉索岛实验的成功刺激了佛罗里达的养殖户们,他们也想利用这种技术消灭当地的螺旋蝇。佛罗里达州的面积是库拉索岛的300倍,所以难度相当大。1957年,美国农业部和佛罗里达州政府一起为清除计划提供资金。这项计划包括:在一个特别的“苍蝇工厂”每周生产5 000万只螺旋蝇;20架轻型飞机按预设的飞行模式每天飞行五六个小时,每架飞机上带着1 000个纸盒,每个纸盒里装着200到400只绝育的螺旋蝇。

1957—1958年冬天异常寒冷,佛罗里达北部地区天寒地冻,螺旋蝇被限制在一个很小的区域内,为实施计划提供了一个绝佳的机会。17个月后计划完成了,总共有350万人工培养并绝育的螺旋蝇被投放到佛罗里达州以及乔治亚州和亚拉巴马州的部分地区。最后一只受螺旋蝇感染的动物发现于1959年2月。在之后的几个星期里,又捉到几只成年螺旋蝇。此时,螺旋蝇就被彻底消灭了。东南部地区螺旋蝇的灭绝证明了科学创造力的价值,是充分的基础研究、毅力和决心共同作用的结晶。

现在,密西西比州设立了一个隔离屏障以阻止螺旋蝇虫再次从西南地区进入。螺旋蝇在西南地区根深蒂固,加上地域广袤和从墨西哥重新入侵的可能,消灭那里的螺旋蝇一定非常艰难。虽然如此,由于意义重大,农业部希望至少把螺旋蝇的数量控制在较低的水平,德克萨斯州以及西南部其他受螺旋蝇虫害的地区很快就会实行一些计划。

消灭螺旋蝇的成功激起了用相同的办法对付其他昆虫的极大兴趣。当然,并非所有的目标都适合这种技术,而是在很大程度上取决于生活周期、种群数量以及对辐射的反应。

英国正在进行实验,希望能用这种方法对付罗德西亚的采采蝇。这种昆虫肆虐了非洲三分之一的土地,对人类健康构成威胁,并妨碍了450万平方英里树木繁茂的草地上牲畜的饲养。采采蝇的习性与螺旋蝇截然不同,虽然可以通过辐射使其绝育,但实际应用之前仍有一些技术难题需要解决。

英国已经检测了很多其他昆虫对辐射的敏感性。经过在夏威夷的实验室以及遥远的罗塔岛上的实地试验,美国科学家得出了一些关于瓜蝇以及东方和地中海果蝇的令人鼓舞的发现。玉米螟和蔗螟也接受了检测。有医学价值的昆虫也可能通过绝育技术控制。一位智利科学家指出,虽然使用了杀虫剂,疟蚊仍在智利生存,投放绝育的雄性蚊子才可能给疟蚊以最后一击。

既然通过辐射使昆虫绝育比较困难,有人就开始寻找其他办法。现在,越来越多的人开始关注不育剂。

佛罗里达州奥兰多市农业部实验室的科学家们正在实验室和实地试验中使用混入化学药剂的食物为家蝇绝育。1961年,在佛罗里达群岛的一座岛屿上,一个苍蝇群落在5周时间内就被彻底消灭了。之后附近的岛屿上自然出现了种群恢复,但是作为一个试点,这个实验是成功的。农业部一定会为这种方法的前景感到兴奋。如我们所知,起初杀虫剂几乎已经无法再控制家蝇了。毫无疑问,我们需要一个全新的控制方法。通过辐射绝育的问题之一是,它不仅需要人工培养,而且需要投放的绝育雄性昆虫数量要远远超过野生昆虫的数量。螺旋蝇的数量不算多,因此可以实现投放。但是家蝇就不同了,尽管只是暂时的数量增加,两倍于家蝇数量的投放一定会遭到反对。另一方面,把不育剂藏在诱饵里,放在苍蝇的自然环境中,苍蝇吃了这种食物就会不育。经过一段时间后,不育的苍蝇就会成为主宰,这样它们就会自行灭绝了。

绝育剂的试验要比化学药剂的试验困难多了。评估一种化学品需要30天时间(当然,多种试验可以同时进行)。从1958年4月到1961年12月,在奥兰多实验室对几百种化学物质的绝育效果进行了筛选。在众多化学物质中选出了一些有希望的,令农业部感到很高兴。

现在,农业部的其他实验室也在研究这个问题,试验化学物质在螫蝇、蚊子、棉子象鼻虫以及各种果蝇身上的效果。这一切还处于实验阶段,但是在绝育剂研究工作开始后的短短几年里,已经取得了很大进展。在理论上,它还有许多吸引人的特性。尼普林博士指出,有效的绝育化学药剂会很容易超过最好的杀虫剂。我们可以想象一下,数量为100万只的昆虫群体每过一代就增加5倍。杀虫剂杀死每一代昆虫数量的90%,三代过后还剩下12.5万只。相比而言,使用造成90%昆虫不育的化学药剂后,到第三代只剩下125只昆虫。

从另一方面看,有的绝育剂属于强力化学物质。幸运的是,在早期阶段,研究绝育剂的人们会注意选取安全的化学品和安全的使用方法。不过,到处都能听到从空中喷洒绝育剂的建议(例如:在舞毒蛾幼虫破坏的叶子上喷药)。没有彻底研究可能造成的危害之前,进行这样的尝试是极不负责任的。如果不把绝育剂的潜在危害谨记在心,我们很容易陷入比杀虫剂问题更加糟糕的困境。

目前进行试验的绝育剂一般可分为两类,它们的作用方式都很有趣。第一类绝育剂与细胞的新陈代谢密切相关,即它们与细胞或组织需要的物质很像,以至于生物会把它们“误认为”真的代谢物,从而把它们纳入正常的生长过程中。但是在一些细节上问题就出现了,于是生长过程被迫停止。这种化学物质叫作抗代谢物。

第二类绝育剂包括作用于染色体的化学物质,它们可能对基因化学物质产生影响,并导致染色体破裂。这一类绝育剂属于烷化剂,这是一种反应强烈的化学物质,可以引起严重的细胞破坏,损伤染色体,导致突变。伦敦切斯特比蒂研究院的皮特·亚历山大博士认为:“所有能使昆虫绝育的烷化剂都可能是强力的诱变剂和致癌物质。”亚历山大博士觉得,这样的化学物质应用于昆虫防治一定会遭到强烈反对的。因此,我们希望当前进行的实验不仅能够找到这些化学物质的实际用途,还能发现其他安全的、对目标昆虫有针对性打击的化学物质。

有的研究试图利用昆虫的生活习性制造消灭昆虫的武器,颇为有趣。昆虫会产生各种毒液、引诱剂、驱斥剂。这些分泌物的化学性质是怎样的呢?我们可以把它们用作选择性的杀虫剂吗?来自康奈尔大学以及其他地方的科学家们正在研究许多昆虫针对捕食性昆虫的防御机制和昆虫分泌物的化学结构,以找到答案。有的科学家正在研究所谓的“保幼激素”。这是一种很有效力的物质,能够阻止昆虫幼虫在生长到一定阶段之前发生变化。

引诱剂的发现可能是对昆虫分泌物的探索中最有用的发现。在此期间,又是自然为我们指明了方向。舞毒蛾就是一个很好的例子。雌蛾由于身体太重飞不起来。只能生活在地面或接近地面的地方,在低矮植被里飞行,或爬行到树枝上。相反,雄蛾非常善于飞行,它们会被雌蛾的腺释放的一种香味吸引,即使很远的地方也会赶来。多年以来,昆虫学家一直在利用舞毒蛾的这一习性。他们辛苦地从雌蛾体内提取这种性引诱剂,然后在昆虫分布地区边沿地带使用引诱剂,以调查昆虫数量。但这是一种花费很大的方法。尽管东北部各州有虫害现象,但是并没有足够的舞毒蛾提供引诱剂。因此必须从欧洲引进人工收集的雌蛹,有时候每只蛹的价钱高达0.5美元。经过多年的努力,农业部化学家近来成功地分离出这种引诱剂,确实是一个巨大的突破。由于这一发现,科学家们成功地用海狸油成分制成合成材料,这种材料与自然生成的引诱剂效果一样,足以骗过雄蛾。一个捕虫器中只需放一微克(1/1 000 000克)就能够生效。

这一切的价值远远超出了学术范畴,因为这种全新的、经济的“引诱剂”不仅可以用于昆虫调查工作,还可以用于昆虫防治。现在,人们正在试验几种可能性更大的用途。在这种可以叫作心理战的实验中,引诱剂与一种颗粒材料相结合,并从飞机上洒下。这样做的目的是迷惑雄蛾,改变其正常行为,使雄蛾在香气弥漫中找不到雌蛾。旨在引诱雄蛾与假雌蛾交配的实验中也使用了这种方法。在实验室中,雄蛾被引诱与小木片、蛭石以及其他无生命的小物件交配,只需用引诱剂浸染这些小物件。这种引导舞毒蛾交配的方法是否能够减少昆虫数量,还需进一步实验证明,但这是个重要的可能性。

舞毒蛾引诱剂是首例人工合成的性引诱剂,但是很快就可能有其他引诱剂研制出来。科学家们正在研究,用人工合成的引诱剂作用于众多农业昆虫。海森蝇和烟草天蛾的实验已经取得令人鼓舞的成果。

现在人们正在试着把引诱剂与毒剂相结合来对付一些昆虫。政府机构的科学家已经研制出一种叫作“甲基丁香酚”的引诱剂,可以引诱雄性东方果蝇和瓜蝇。在日本南部的小笠原群岛上进行的实验,把这种引诱剂与一种毒素相结合。用两种化学物质浸染小片的纤维板,然后从空中洒向整个岛群,以诱杀雄蝇。这一“扑灭雄性”计划开始于1960年。一年之后,农业部估算99%的昆虫被消灭掉了。这种方法明显优于传统的喷洒杀虫剂的方法。使用的有机磷毒素局限于纤维板上,不会被野生动物吃掉。此外,残留物很快就会消散,因而不会对土壤和水造成污染。

但是,昆虫之间的交流并不全是凭借吸引或排斥的气味实现的。有的飞蛾能听到蝙蝠飞行时连续发出的超声波(像雷达系统一样指引蝙蝠在夜间飞行),从而避免被捕食。一些锯蝇幼虫听到寄生蝇拍动翅膀的声音后,会挤在一起保护自己。从另一方面讲,钻木昆虫拍动翅膀的声音也会使它们的寄生虫找到它们;对于雄性蚊子而言,雌蚊翅膀的拍动极具诱惑。

昆虫探测声音和作出反应的能力可以用来做些什么呢?反复播放雌蚊拍动翅膀的声音成功吸引雄蚊虽然尚在实验阶段,但十分有趣。雄蚊被引诱到一张电网上电死了。加拿大正在试验超声波的趋避效用,以对付玉米螟和糖蛾。夏威夷大学的两位研究动物声音的权威休伯特·弗林斯教授与马博·弗林斯教授相信,只要能利用现有的大量关于昆虫声音产生和接收的知识,就能找到利用声音影响昆虫行为的野外方法。趋避的声音比引诱的声音更具有实用的前景。他们两人发现,燕八哥听到同伴痛苦的尖叫声的录音,会四散逃开。这一发现使两位教授闻名于世。可能这个发现里隐藏着可以应用于昆虫的奥秘。对于工业世界的实干家而言,这样的可能性更加真实。现在已经至少有一家大型电子公司准备设立实验室进行试验。

人们也在做实验,试图利用声音直接杀死昆虫。超声波可以杀死实验槽里的所有蚊子幼虫,但也能杀死其他水生生物。在其他实验里,空气中的超声波可以杀死绿头苍蝇、粉虱以及黄热病蚊子。所有这些实验都还是迈向全新的昆虫防治方法的第一步。有一天,神奇的电子学会把这些方法都变成现实。

新的生物防治方法并不只是电子学、伽马射线和人类发明的其他事物。有的方法由来已久,其原理是:昆虫与人类一样也会患病。像旧时的瘟疫一样,细菌感染能毁灭整个昆虫种群;在病毒的攻击下,大批昆虫患病、死亡。在亚里士多德的时代之前,人们就知道昆虫也会患病;中世纪诗歌中有对桑蚕疾病的描述。通过对桑蚕的疾病进行研究,巴斯德首次发现了传染病的原理。

困扰昆虫的不仅有病毒和细菌,还包括:真菌、原声动物、微小蠕虫以及其他大体而言算人类朋友的微小生物。微生物不只是病原体,有的可以处理废物、使土壤更加肥沃、像发酵和硝化作用一样进入无数的生化过程。为什么它们不能帮助我们控制昆虫?

19世纪的动物学家艾利·梅奇尼科夫是第一个设想利用微生物的人。在19世纪最后10年和20世纪前半叶,微生物防治的想法逐渐成形。20世纪30年代末,使用乳白病治理日本甲虫证明了,可以通过在昆虫的生存环境中加入一种疾病来控制昆虫。乳白病是由芽孢杆菌引起的。我已经在

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