今年夏天早些时候,我因为工作在夏威夷待了两个星期(稍后会详细介绍)。在我逗留期间,我与几位致力于遏制夏威夷广泛的外来物种问题的环保人士进行了交流。不可避免地,他们提到了生物防治——利用另一种生物来控制一种害虫。
外来物种并非生物防治的唯一目标,但这是该方法相对常见的应用。外来物种通过攻击本地物种或在争夺养分和其他资源时挤压它们,从而损害本地动植物。专门从事生物防治的科学家会去外来物种的原产地寻找它们的自然捕食者,或可能感染它们的病原体。目的是引进这些致命的生物来帮助控制外来物种,从而恢复生态系统。
这并不总能奏效。生物防治在一百年前就已经开始,在那早期,研究人员并不太担心他们引入的用于消灭不受欢迎的入侵者的生物是否也会损害环境。由于早期的失败,生物防治获得了坏名声。
事实上,即使在今天,至少以我的经验来看,媒体最常报道的生物防治故事都是警示性的。例如,澳大利亚的甘蔗蟾蜍和夏威夷的猫鼬,它们都被引入各自的新家园以控制威胁甘蔗种植园的害虫。不幸的是,蟾蜍和猫鼬在新环境中过得非常好,不受控制地繁殖并伤害了包括本地物种在内的非目标生物。
但美国农业部森林服务局的研究昆虫学家Tracy Johnson表示,研究人员在预测生物防治候选物种是否会产生危害方面已经取得了很大的进步。Johnson目前正在研究草莓番石榴和米克尼亚的潜在生物防治方法,这两种植物分别原产于南美洲以及中美洲和南美洲。在过去的几十年里,这两种植物都入侵了夏威夷,并以惊人的速度侵占森林。Johnson一直在哥斯达黎加和巴西寻找能自然攻击这些植物的昆虫,以遏制它们在夏威夷的生长。
尽管Johnson的大多数项目仍处于实验室阶段或非常早期阶段,但夏威夷已经有一些生物防治成功的案例。例如,香蕉波卡(banana poka),一种入侵藤蔓,曾像内地东南部各州的葛藤一样,肆虐夏威夷的景观。Poka在20世纪80年代初从安第斯山脉来到夏威夷。1991年,一种名为Septoria passiflorae的真菌被发现感染并杀死原产于哥伦比亚的香蕉波卡,1996年,科学家在夏威夷释放了这种真菌,在五年内将其在部分森林中的传播减少了95%。尽管这种藤蔓在岛上的一些森林中仍然存在,但该项目有助于保护濒危物种以及经济上重要的木材——夏威夷相思木。
还有仙人掌,它可能在19世纪初首次被引入夏威夷,并最终在20世纪50年代被一种名为Cactoblastis cactorum的蛾子控制;2005年开始破坏本地金雀花树的入侵昆虫Erythrina 瘿蜂,很快就被一种寄生蜂控制,其幼虫以金雀花幼虫为食;以及上面图片所示的蜇人毛虫,它在2001年来到岛上,最终被另一种名为Aroplectrus dimerus的寄生蜂控制(这是它正在起作用的图片)。
这些成功部分归功于20世纪70年代出台的新法规,这些法规要求对生物防治进行更严格的测试(尽管早期的仙人掌案例最终奏效,但它是在另一种被发现喜欢菠萝的昆虫有限释放之后发生的)。研究人员必须找到具有宿主特异性的生物防治候选物种,以降低它们开始以本地物种为食的可能性。根据Johnson的说法,对林业用途的生物防治进行测试的过程涉及测试50-100种代表性植物,成本至少为100万美元。这个过程也很慢,通常需要五到二十年才能获得批准。自法规生效以来,已有50多种生物防治在夏威夷被释放,没有一种伤害了它们未曾打算伤害的生物。
当然,并非所有生物防治都适合所有环境。虽然在夏威夷引进仙人掌蛾来控制仙人掌是成功的,但这种昆虫在20世纪50年代从加勒比地区的类似项目中逃逸,最终从佛罗里达州扩散到得克萨斯州和墨西哥,威胁着本地仙人掌。人们也总是担心,即使是最被充分研究的生物防治,放在理想的环境中,最终也可能进化出以意想不到的植物或动物为食。但进化的漫长时间使得这种情况不太可能发生。
Johnson说:“研究生物防治的研究人员总是在权衡风险。而风险之一就是什么都不做——任由入侵继续,并产生影响。在所有严重的入侵案例中,入侵造成的影响远远比生物防治媒介在数千年甚至数万年里可能演变出的潜在影响更为严重。”
那么,读者们,你们怎么看?你们是否有其他生物防治成功的例子?或者你们持怀疑态度?请在评论区留下你们的想法。
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延伸阅读
Shelton和Eccleston,“生物防治的成功”,康奈尔大学农业与生命科学学院
Trujillo,“Septoria 叶斑病,一种用于控制夏威夷森林中香蕉波卡藤蔓的潜在生物防治剂”,《植物病理学》1994年。
Trujillo,“用于控制夏威夷引入杂草的植物病原体的历史和成功”,《生物防治》
Davis等,“夏威夷马缨丹、仙人掌和Hamakua Pamakani的生物防治:回顾与更新。”