Kristine Grayson 是里士满大学的生物学副教授。这个故事最初发表在 The Conversation 上。
翡翠灰树螟（Agrilus planipennis）是一种令人难以置信地具有吸引力的金属绿色成虫甲虫，腹部为红色。但很少有人真正见过这种昆虫本身——只看到它们在灰树树皮下留下的毁灭痕迹。
这些原产于亚洲和俄罗斯的昆虫于2002年首次在密歇根州被发现。从那时起，它们已经扩散到35个州，并成为美国历史上最具破坏性和成本最高的入侵性木蛀害虫。它们也已在加拿大安大略省、魁北克省、马尼托巴省、新不伦瑞克省和新斯科舍省被发现。
2021年，美国农业部停止了对受感染地区灰树和木材产品的运输管制，因为尽管采取了隔离措施，这些甲虫仍然迅速传播。现在，联邦监管机构和研究人员正在寻求另一种策略：生物防治。科学家们认为，在这些翡翠灰树螟的原产地捕食它们的微小寄生蜂是遏制这种入侵物种并让灰树重返北美森林的关键。
我研究入侵性森林昆虫，并与美国农业部合作，开发更容易在研究实验室中饲养翡翠灰树螟和其他入侵性昆虫的方法。这项工作对于发现和测试更好的森林恢复管理方法以及预防未来爆发至关重要。但尽管翡翠灰树螟在自然界中不受控制地蔓延，但要在实验室中稳定地供应这些昆虫却出奇地具有挑战性——而开发有效的生物防治计划需要大量的目标昆虫。
灰树的价值
研究人员认为，翡翠灰树螟很可能在20世纪90年代通过从亚洲进口的木质包装材料进入美国。这些昆虫在灰树的树皮缝隙中产卵；当幼虫孵化时，它们会钻入树皮，以树木内层为食。当剥开树皮时，可以看到它们留下的明显啃食痕迹，这表明了它们的危害。这些通道会破坏树木的维管束——输送水分和养分的内部网络——并最终导致树木死亡。
在此次入侵性害虫出现之前，灰树在住宅开发中特别受欢迎，在一些中西部社区种植的树木中占20-40%。翡翠灰树螟已经杀死了数千万棵美国树木，估计的更换成本为100-250亿美元。
灰木材也常用于家具、体育用品和纸张等各种产品。灰木材行业每年生产超过1亿板英尺的木材，价值超过250亿美元。
为什么隔离失败了
州和联邦机构曾利用隔离措施来对抗包括亚洲长角甲虫和Lymantria dispar（以前称为落叶松蛾）在内的几种入侵性森林昆虫的传播。这种方法旨在减少隐藏在木材、苗圃植物和其他木制品中的卵和幼虫的移动。在检测到入侵物种的县，规定通常要求在移动木制品之前对其进行热处理、剥皮、熏蒸或粉碎。
2003年，美国的翡翠灰树螟联邦隔离区从密歇根州的13个县开始，随着时间的推移呈指数级增长，覆盖了美国大陆的四分之一以上。当森林昆虫害虫主要通过携带它们的卵通过人类运输木材进行长距离传播时，隔离措施是有效的。
然而，雌性翡翠灰树螟在交配后可以每天飞行12英里，持续长达六周。这些甲虫也难以捕捉，而且通常要等到它们存在三到五年后才被发现——那时隔离措施就为时已晚了。
下一个选择：黄蜂
任何生物防治计划都会带来潜在的意外后果。一个臭名昭著的例子是，20世纪30年代在澳大利亚引入蔗蜍，以减少甘蔗田里的甲虫。这些蟾蜍不吃甲虫，但它们迅速繁殖并吃掉了许多其他物种。而且，它们的毒素杀死了捕食者。
在美国，引入物种进行生物防治受到严格管制。可能需要两到十年才能证明潜在生物防治剂的有效性，而获得野外测试许可证可能还需要另外两年。科学家必须证明所释放的物种专门捕食目标害虫，并对其他物种的影响最小。
来自中国和俄罗斯的四种黄蜂，它们是翡翠灰树螟的天敌，已经通过了野外释放的审批程序。这些黄蜂是寄生蜂：它们将卵或幼虫寄生在另一种昆虫体内或体表，该昆虫成为不断生长的寄生虫不自觉的食物来源。寄生蜂是生物防治的绝佳候选者，因为它们通常只寄生一种宿主。
选定的黄蜂非常小，不会蜇人，但它们的产卵器可以穿透灰树的树皮。它们具有专门的感应能力，可以找到翡翠灰树螟的幼虫或卵作为它们的宿主。
美国农业部正致力于在实验室设施中大量饲养寄生蜂，方法是提供实验室培育的翡翠灰树螟作为其卵的宿主。尽管受到COVID-19的干扰，该机构在2020年生产了超过55万只寄生蜂，并将其释放到240多个地点。
目标是建立能够自我维持的寄生蜂田间种群，从而在自然界中将翡翠灰树螟的数量减少到足以让重新种植的灰树生长和茁壮成长。几项研究表明早期结果令人鼓舞，但要确保灰树的未来还需要更多的时间和研究。
一个障碍是，在实验室中生长的翡翠灰树螟需要新鲜的灰木和树叶才能完成其生命周期。我是一个团队的一员，该团队正在努力开发一种替代收集木材的耗时且成本高昂的过程：一种人工饲料，可供幼虫在实验室中食用。
食物必须提供正确的质地和营养。其他以叶为食的昆虫很容易食用由小麦胚芽制成的人工饲料，但消化木材的幼虫则更为挑剔。在野外，翡翠灰树螟只以灰树的种类为食。
在全球经济日益发达、人员和产品快速流通的今天，当入侵物种在一个大面积区域扎根时，寻找有效的管理方案可能很困难。但从翡翠灰树螟身上吸取的教训将有助于研究人员在下一个森林害虫到来时迅速采取行动。
