世界最权威的学术刊物美国《科学》杂志本月8日(北京时间今天凌晨2点)在“科学特快”栏目发表了一篇足以使国际昆虫学家折服的论文,论文的第一作者兼通讯作者是中国学者、浙江大学的博士生导师刘树生教授,论文的标题很拗口,但同行都看得懂,题为《非对称交配互作驱动——一种粉虱的广泛入侵及对土著生物的取代》。这篇论文揭示了一种名叫B型烟粉虱的“超级害虫”的入侵机制。
据了解,各国差不多都有土著烟粉虱,中国也有。这些烟粉虱对农作物的危害不大,但他们成片地附着于农作物上,因此是各国农民希望消灭的对象。中国农民几十年来一直在农作物上洒农药,有的毒性还挺大,但这些个头仅1毫米的土著烟粉虱就是灭不了,可见它们的生命力之强盛。
然而,奇怪得很。曾几何时,各国的农民发现,这些烟粉虱对农作物的危害程度突然加强,好端端的农作物突然停止了生长,既而颗粒无收。这种事关人类生存的现象自然引起各国科学家的关注。一批又一批科学家经过长时间的跟踪研究,发现土著的烟粉虱被一种外来的烟粉虱所替代了。这种原生于地中海小亚细亚的烟粉虱与土著烟粉虱的身长和外型几乎完全一样,即使用显微镜也难以分辨,只有用分子式才能区别。这种看起来非常漂亮的入侵小昆虫被命名为B型烟粉虱,却随着花卉和蔬菜的转运而入侵各国,随即在全球肆虐,所到之处农作物严重减产甚至绝收,被国际科技界称为“超级害虫”。
为了探索B型烟粉虱替代土著烟粉虱的的奥秘,世界各国的科学家进行了长期的努力,但一直都没有找到答案,有的科学家跟踪了多年后放弃了研究。B型烟粉虱的入侵于是成为世界级难题。
但这一难题却被中国科学家攻破。
刘树生这位在国际昆虫学界声名显赫的科学家在国内却少有人知。在浙江大学华家池校区,笔者在一座不起眼的小楼里找到了刘树生教授。他与他的博士生和硕士生在这个小楼内建了他们特殊的实验室。就在这养着各种小虫子的实验室里,刘树生的课题组揭开了一个困扰各国科学家20多年的奥秘。
刘树生教授十多年来大多数时间都呆在两个地方,一是田头,二是实验室。在田头采集烟粉虱的活体,在实验室观察这些小虫的行为规律。
有几组数字可以证实刘树生教授和他弟子们的科学精神。在1995至2006年的10多年时间里,课题组成员在中国浙江、澳大利亚昆士兰等地共40多个地点进行野外系统采样调查,每年采集上万头烟粉虱,一年要鉴别数千头。
在刘树生实验室,放着四五百盒已经有成像的录像带。为了获得详尽的行为学数据,课题组用10台摄像机对1060头烟粉虱做了两万多小时的录像观察。
刘树生比各国科学家更聪明的做法是,其他科学家是把有烟粉虱的植物带到显微镜下观察,烟粉虱的行为和农作物的状态相对静止;而“刘树生观察法”则是用10台微型摄象机对着自然生长状态的农作物和附着在叶面上的烟粉虱做24小时不间断的记录,烟粉虱在完全自主行为的态势下被摄录。有了这样的原始素材,刘树生和弟子对每盘录像带进行的观察和分析就具有科学性。他们每天的主要任务是看昆虫交配。
在眼睛看酸之后是一个重大发现: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。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,刘树生将这一行为机制称之为“非对称交配互作”。
这一发现揭示了入侵者替代土著生物的过程,也破解了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。《科学》杂志慧眼识珠,在第一时间发表了这篇论文,并对刘树生进行专访。
浙江已经有许多农民知道刘树生教授的大名,因为他给农民提出了防范B型烟粉虱入侵的方法,其中包括“清洁田园预备无病虫苗床、防虫网培育无虫苗、悬挂黄色胶板粘杀成虫、适时使用高效低毒农药杀灭害虫”等综合防控技术。温州等地采用刘教授方法的农户不仅减少使用化学农药70%,而且可有效防治烟粉虱及其所传病毒对农作物的危害。而没有采用刘教授方法的同村农户所种的同类作物则颗粒无收。刘树生告诉农户和植保员,B型烟粉虱对一块作物危害越早,损失越大,如果把苗床里的植物清理干净,在苗床上用防虫网隔离十来天,B型烟粉虱就会统统饿死。
刘树生的课题得到了国家的重视,课题组申报的国家自然科学基金重点项目《媒介昆虫——病毒——植物互作加剧生物入侵的过程和生理机制》已获批准。刘教授告诉笔者,下一步将寻求更科学的防治办法。
采访刘树生,最大的感受是科学家的科学精神。这种精神的外在表现是为了寻找科学的答案而甘坐冷板凳,是耐得住寂寞,是团队组合和合作——与刘树生一起完成论文的科学家中有一位是澳大利亚的学者,这位学者对B型烟粉虱的研究早于刘树生,但始终找不到合理的答案。刘树生以中国首位获“昆虫学杰出成就奖”荣誉的昆虫学家的学术地位和自身的人格魅力获得了这位澳洲学者的尊重和认同,并参与了刘树生教授领衔的课题组。当CSIRO昆虫研究所的P. J. De Barro获知自己参与的论文在《科学》杂志发表后,十分高兴。他决定,明年到中国刘树生所在的昆虫所一起开展合作研究。
采访刘树生时,刘教授让笔者在一份文件上签名,文件内容是保证不在2007年11月9日凌晨两点之前抢发此新闻,因为《科学》杂志的发表时间是11月9日凌晨两点(美国时间11月8日)。这是笔者从事新闻工作20多年来第一次为“不抢新闻”签名承诺。这一细节显示了这位昆虫学大家的厚道和诚实,与那些哗众取宠的学者相比,更增添了一份高大和凝重。
在几次撰稿抨击一些专家学者包括院士的浮躁之举之后,经常有一种“黄钟毁弃,瓦釜雷鸣”的感觉。采访刘树生教授之后,发现黄钟依然立于瓦釜之上,至少在国际科学界的大环境中。
(万润龙)2007年11月10日



