蝗灾怎么形成的(蝗灾究竟是怎么形成的?)

2022-09-14 21:52:30 发布:网友投稿
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蝗灾是怎么产生的(蝗灾是怎么产生的?)

离我们不远的地方,几只蝗虫聚集在一个资源网络里,不能称之为灾难。灾害的定义往往有一个发生区域的阈值,达到相应的阈值才能称为灾害。

现在整个东非都笼罩在沙漠蝗虫的阴影之下,已经影响了7个东非国家,很早就达到了蝗灾的程度。对埃塞俄比亚来说,这是25年来最严重的蝗灾,而对肯尼亚来说,这是70年来最严重的蝗灾。

蝗灾之所以如此恐怖,一是蝗虫能吃太多,二是数量太多。一只沙漠蝗虫每天可以吃掉自己的体重,大约两克。不要低估这个数字,因为蝗虫数量很多。一平方公里的蝗虫一天可以吃掉大约3.5万人的食物。

因此,了解蝗虫群体是如何形成的,以及可以用什么方法使这个群体分崩离析是非常重要的。

你知道有多少蝗虫会让它们从无序走向有序吗?科学家告诉你三个就够了。

要了解一个群体是如何运作的,我们必须观察他们的行为特征。

科学家杰罗姆·布尔研究了昆虫的集体行为。他曾经做过一个实验,把一些蝗虫放在一个环形的圆盘上,观察蝗虫的行为路径。

起初,如果只放几只蝗虫,它们在菜里的行为就会乱七八糟,到处爬行。

随着时间的推移,放置蝗虫的数量逐渐增加,资源网络越来越稳定,爬行方向也逐渐统一,虽然仍有少数个体处于无序状态。

但随着数量和密度的增加,蝗虫的行为越来越集体化,运动方向逐渐完全统一。

根据这一现象,路易斯·戴森和他的团队在2015年提出了一个最小模型来描述它。只有三只蝗虫需要聚集在一起,才能使它们的行为趋于统一。换句话说,只要有一个资源网络,一只蝗虫发现它的周围还有另外两只蝗虫,那么它的行为就会趋于与另外两只一致。

那么问题来了,蝗虫为什么会随着数量的增加而越来越统一呢?

科学家的灵感来自单纯鱼腥藻。

不要认为这只蟋蟀是好庄稼。它们的生活习性和蝗虫没有什么不同。它们也有成群行进的行为,边行进边进食,种子、花朵、其他昆虫的尸体和粪便都成了它们的食物。摩门教的蟋蟀可以破坏它们经过的地方40%到50%的植物。2003年,内华达州近1200万亩土地被它们侵蚀。

如果这些食物在行进过程中用完了怎么办,它们是如何生存的?答案是互相吃掉。因为它们是“行军盐和蛋白质包”。因为担心被吃掉,所以它们的行进速度会随着数量的增加而变快。

由于摩门教蟋蟀的行为与蝗虫的行为相似,杰罗姆·布尔开始测试食人行为是否也会影响蝗虫的行动,使它们从无序的活动转变为有序的活动。

同样,杰罗姆·布尔(Jerome Buhl)用沙漠蝗虫在圆盘中做高密度实验,但这一次,他切除了一些蝗虫的腹部神经。将蝗虫从腹部神经中清除后,机动性减弱,移动速度减慢,动作效率降低。但是作战效率低的蝗虫在群体行进中往往会暴露出侧翼,侧翼是它们最脆弱的地方。

蝗虫的形态结构图片来源:初中生物插画。

研究发现,横向面对蝗虫的蝗虫比头部或后腿面对蝗虫的蝗虫更容易被吃掉。因此,在高密度的条件下,如果一个群体中的任何蝗虫不与邻居保持队形,它就会暴露出脆弱的侧翼,这将使它更容易被同类吃掉。通过保持队形,行动更有效率,他们也会更安全。所以现在你应该知道蝗虫为什么会聚集并造成无法估量的损失了。

密度低的时候,每平方米只有几只蝗虫。它们可以在很大程度上相互躲避,可以像独居动物一样四处活动,不用担心被吃掉。但随着蝗虫数量的增加,蝗虫数量变大,不可避免地缩小了同一地点蝗虫之间的距离。在这种情况下,统一协作运动是避免被吃掉的最佳选择。

统一的运动过程也体现在蝗虫的生理变化上。

因为是高密度运动,蝗虫之间相互触碰是不可避免的,后腿的触碰会导致蝗虫血清素水平升高。动物实验表明,当动物体内血清素含量增加时,动物的相互攻击行为明显减少。这也是蝗虫在群居生活过程中避免同类相食,在行动上趋于统一的原因。

血清素水平的升高也体现在外观的变化上,蝗虫的表面颜色由孤绿变为群居黄。他们的大脑也变大了,腿变短了,但耐力更强了。

蝗虫的形态变化图片来源:维基百科。

此外,科学家还发现,蝗虫密度一旦降低,就会恢复到独居时的样子,彼此保持距离,独自活动。然而,群体分散行为的阈值远低于群体形成的阈值。也就是说,蝗群容易形成,但很难分散。

根据国家蝗虫防治标准,当蝗虫发生密度高于10头/m2时,需采用飞机防治与地面防治相结合的方法。如果上升到15头/平方米,需要进行紧急防控,可以上飞机撒药。所以,不要等蝗虫被消灭,要在独居蝗虫开始成群聚集的一开始就做好准备。

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