资源昆虫是指昆虫产物(分泌物、排泄物、内含物等)或昆虫体本身可作为人类资源利用,具有重大经济价值,种群数量具有资源特征的一类昆虫。昆虫产物及昆虫体作为工业原料和生物材料具有广阔的应用前景。人类科学技术的进步,特别是高新技术在农业上的应用,将给昆虫利用带来前所未有的促进和发展。
简介在地球上可再生的自然资源宝库中,昆虫具有无穷的开发利用潜力。但目前利用昆虫资源的范围比较窄,仅局限于虫体、虫产品和虫行为等方面。虫体即组成昆虫身体的物质,包括构成昆虫体壁的几丁质,体内的蛋白质、糖类、脂肪、抗生素、激素等,其中蛋白质含有二十多种氨基酸;虫产品是昆虫的代谢产物,如蜂蜜、蜂蜡、蜂毒、紫胶、虫白蜡、五倍子、蚕丝及昆虫色素等,具有极高的利用价值;利用虫行为主要是利用昆虫的生物学及生态学特性,如利用授粉昆虫帮助农林作物传授花粉、利用天敌昆虫捕食或寄生害虫、利用腐食性或粪食性昆虫清除环境污染物等。
昆虫世界中的每一种昆虫都是经过干百万年的长期演化而形成的,与人类一样都是地球生物圈的一分子,具有其存在的合理性和自然价值,没有“益虫”和“害虫”的截然区别。所谓益、害是相对的,划定的标准由人类的利益决定。以曾被我们列为“四害”之一的蝇类为例,其可传播病原体,是重要的卫生昆虫;但它繁殖快、产卵多、幼虫蛋白质含量丰富,工厂化饲养无菌苍蝇,可以作为畜禽养殖业的鲜活饵料,利用其提取的纯蛋白粉,被列为上乘的“绿色产品”;而其粪食性和腐食性的幼虫与微生物一道分解各类有机废弃物,对净化环境起着重要作用;此外,寄蝇还可作为昆虫天敌用于防治害虫,而对养蚕业而言,寄蝇却是害虫1。
材料资源昆虫产物及昆虫体作为工业原料和生物材料具有广阔的应用前景,昆虫产物,如:紫胶、白蜡、五倍子、胭脂红等在军工、化工、医药、食品工业等行业具有广阔的市场。随着高新技术的发展,资源昆虫育种技术将取得突破性进展,紫胶、白蜡、五倍子、胭脂红等昆虫产品经过育种技术和加工技术的改造,将产生出更多的新产品,开发出更广阔的新用途。
昆虫作为生物材料的应用范围很广,昆虫是一座巨大的几丁质资源库,昆虫身体中的主要结构组成是几丁质,几丁质是一种糖蛋白,几丁质—蛋白质复合物的研究,以及它在昆虫体壁形成过程中的作用等方面的研究,可能使几丁质作为人造皮肤等生物材料的研究取得突破性进展,并初步应用于临床。作为一种特殊的糖蛋白,几丁质在医学上还有十分广阔的应用前景。
昆虫体内还含有丰富的脂肪,这些脂肪类物质可以作为高级化妆品,高级润滑油,甚至利用高新技术大规模地工厂化生产昆虫,提取特殊的工业油料已不是不可能实现的。
昆虫体内的一些特殊性质的酶、激素、色素、蛋白质都可能通过生物技术,如:细胞离体培育、克隆技术、基因导入等,实现工厂化生产,得到医学或其它特殊目的的产物。
昆虫种类丰富,形态多姿多彩,蝴蝶,萤火虫,甲虫等都是宝贵的生物资源,除工艺品外,蝴蝶,甲虫的翅(鞘翅)都是难得的生物材料可以在工业和医学上应用。萤火虫产生的荧光有很重要的价值,日本已通过基因工程,将发光基因导入家蚕体内已获成功。
蛋白资源昆虫体内含有丰富的蛋白质、氨基酸、维生素类物质、微量元素等,营养十分丰富,世界上把昆虫作为食品的习俗十分普遍,据统计,全世界有食用昆虫3000余种,我国约有100余种食用昆虫,其中不少为营养珍品。昆虫除可以供人类食用外,作为动物饲料也具有很高的价值,完全可以与鱼粉等饲料添加剂媲美。
21世纪昆虫蛋白质利用将成为昆虫学研究开发利用的热点,科学进步将为食用和饲料昆虫产业化提供技术支撑,珍贵食用昆虫培育将会以养殖场的形式出现,饲料昆虫产业化将以家畜(禽)养殖场为基础,例如利用粪便生产蝇蛆,既能有效地利用粪便,蝇蛆又可以作为饲料或饲料添加剂,饲养家畜(禽)形成良性的物质循环和能量流动。
昆虫细胞离体培育的前景亦十分诱人,利用细胞工程培养昆虫细胞,并进入工厂化生产,特别是一些兼有食疗作用的珍贵昆虫,体内含有许多供人类利用的特殊物质(如:激素、酶、脂类、蛋白质等),都可以采用生物技术,生物化学方法加以提取、合成及利用。
生态资源昆虫害虫给农林业生产造成极大的危害,防治害虫成为粮食增产,保护森林的重要措施。化学农药防治虽然有较好的效果,但残留农药也造成环境污染,给人类健康带来危害。同时害虫还会产生抗药性,增加防治的难度。天敌昆虫能有效地控制害虫,而且不污染环境,害虫不会产生抗药性。天敌昆虫作为一种特殊的资源愈来愈受到重视,在农林业生产和环保中扮演着重要的角色。在欧美,日本等发达国家,天敌昆虫的研究与利用已发展到产业化,利用现代化的设备和条件大批量地生产天敌昆虫已逐步发展成一种新兴产业。我国在赤眼蜂等天敌昆虫的研究和应用上已取得了很高的成就。随着人类环境意识和健康意识的增强,天敌昆虫将会得到更广泛的应用和普及。
科研资源昆虫种类千差万别,结构与功能各异,精巧的昆虫结构对仿生学技术的发展起到了很大的促进作用,模仿昆虫的结构和功能而创造出奇妙的高科技产品已成为仿生学中的一个重要研究内容。世界上通过对昆虫触角、眼、翅等结构与功能的研究,已研制出了机器人等产品。日本筑波大学神奇亮平博士,通过昆虫嗅觉研究,已成功地研制出用嗅觉信息控制寻找目标的机器人2。昆虫脑神经机能与工业应用等研究内容,在21世纪可能取得重大突破,并应用于医学、军工等行业。
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王建林 - 教授 - 兰州大学