在美国,小楹白蚁(Incisitermes minor)肆虐,给木结构建筑造成了巨大的经济损失,美国加州更是饱受其害的“重灾区”。对于局部虫害来说,局部注射杀虫剂通常是有效的防治手段。然而,小楹白蚁复杂的巢穴结构和聚集习性,却让局部注射的效力大打折扣。那么,如果能有一种“香气诱饵”将白蚁从隐蔽的巢穴中引诱出来,并集中暴露在杀虫剂之下,那防治效果岂不是事半功倍?
受此启发,研究人员将目光投向了两种常见的针叶树挥发性萜烯类化合物。“海洋与湿地”(OceanWetlands)小编注意到,据Science Daily报道,2024年5月31日,美国加利福尼亚大学河滨分校(University of California - Riverside)的科学家们在《经济昆虫学期刊》(Journal of Economic Entomology)上发表了一项研究。该研究由尼古拉斯·普洛斯(Nicholas A. Poulos)、李周扬(Chow-Yang Lee)、迈克尔·K·罗斯特(Michael K. Rust)和崔东焕(Dong-Hwan Choe)共同完成,揭示了一种高度有效、无毒且成本更低的方法,可以引诱饥饿的白蚁走向灭亡。
该研究详细介绍了利用一种由森林树木释放的芳香化学物质——萜烯(pinene),这种气味能让小楹白蚁(western drywood termite)联想到它们的食物。白蚁会沿着气味找到注射了杀虫剂的木头,从而达到诱杀的目的。
(美国的小楹白蚁。图片来源:Whitney Cranshaw,科罗拉多州立大学,Bugwood.org——这张图片是森林图片库的图片编号5369892。森林图片库由乔治亚大学和美国农业部森林服务局(USDA Forest Service)运营,该图库是一个提供森林健康、自然资源和林业图像的资源库。CC BY-3.0)
它们散发的独特香气对白蚁具有强大的吸引力。研究人员构建了人工模拟的小楹白蚁巢穴,并观察白蚁对这两种松烯化合物的反应。结果发现,松烯处理显著增加了白蚁离开原始聚集地并接触处理区域的可能性,这为后续的定向杀虫奠定了基础。
(上图:这是美国加州橡树林,是这种白蚁筑巢的地方之一。图片来源:Anlace,CC BY-3.0)
进一步的实验表明,当β-菂烯与一种高效杀虫剂联用时,即使在远离白蚁聚集地的小范围施药,也能显著加快杀灭速度。这对于局部虫害的精准防治具有重要意义。然而,对于八水合四硼酸二钠粉末杀虫剂而言,添加松烯并没有明显提升其效力。
这项研究成果为小楹白蚁的防治提供了新思路,也为开发更有效的诱杀剂和杀虫剂组合奠定了基础。未来,研究人员将继续探索其他天然诱饵的潜力,并致力于开发更加高效、环保的白蚁防治技术。
研究的主导者崔东焕(Dong-Hwan Choe)指出:“我们发现,单独使用杀虫剂与杀虫剂加萜烯相比,死亡率存在显著差异。没有萜烯时,白蚁的死亡率约为70%;而加入萜烯后,死亡率超过95%。”
小楹白蚁原产于北美,对环境有重要作用。它们被地上死木吸引,并在肠道微生物的帮助下消化这些木头。崔东焕表示:“它们是‘回收者’,而且非常普遍。”
然而,对于人类来说,白蚁无法区分死树和用来建造房屋的木材。在加利福尼亚和佛罗里达州,以及加拿大和墨西哥的部分地区,白蚁对房屋构成了特别大的威胁。崔东焕解释说:“在美国的温暖地区,几乎所有房屋迟早都会受到白蚁攻击。”
熏蒸是控制干木白蚁的最常见技术之一。房屋被覆盖上帐篷,然后用毒气杀死白蚁。在美国,加利福尼亚州使用这种方法的频率高于其他州。然而,杀虫剂氟化硫酰(sulfuryl fluoride)既是一种温室气体,对人类也有毒性,这给虫害控制行业带来了寻找新方法的压力。此外,熏蒸是一种昂贵的过程,且不能提供持久的防护。
“即便这种方法很彻底,熏蒸完成后,房屋很快又可能被重新感染,”崔东焕说。“有些人每三到五年就要熏蒸一次,因为它无法保护结构免受未来的感染。”
局部注射是一种不涉及气体的替代策略。技术人员在被感染的木头上钻孔,以到达白蚁的“巢穴”,然后将毒药注入孔中,浸透白蚁。崔东焕指出:“这是一种更局部的处理方法,从理论上讲,当你想用更少的化学品控制干木白蚁时,这是一种更好的策略。它成本更低,而且处理过的木头也可能免受未来的感染。”
局部注射的挑战在于确定白蚁的确切位置。通常这种方法使用接触性杀虫剂,意味着白蚁必须触碰毒药才能起作用。使用萜烯这样的吸引剂消除了寻找白蚁的需要。崔东焕说:“即使在低浓度下,萜烯也能从远处吸引白蚁。”
“我们不认为它起到信息素的作用,”崔东焕补充道。“我们认为这种气味更像是与它们的食物有关。闻起来不错……吃饭时间到了!这就是我们的概念。”
研究中使用的杀虫剂菲普尼尔(fipronil)也用于控制蚁类感染。如果进入环境中,它对水生昆虫和授粉昆虫有毒。在这种情况下,它被注射到木头中,因此非靶影响的几率很低。
崔东焕的实验室通常研究城市昆虫害虫的化学通信系统,以开发类似的策略来对付小楹白蚁。崔东焕总结道:“我们的研究表明,如果你更好地理解昆虫行为,它本身就很有趣。然后,这对更有效的虫害管理也有重要的意义,我们可以使用更少的化学品而不影响效率。”
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萜烯
萜烯(Terpene)是一类天然存在的化合物,广泛存在于植物、昆虫和其他生物体中。它们通常具有挥发性,赋予了植物和昆虫独特的香气和气味。萜烯的化学结构由多个异戊二烯单元连接而成,因此也被称为萜类化合物。
萜烯是植物次生代谢产物的重要组成部分,在植物的生长、繁殖和防御等方面发挥着重要作用。例如,一些萜烯可以吸引传粉昆虫,帮助植物授粉;另一些萜烯可以抵御病虫害的侵袭。萜烯在人类社会也具有广泛的应用。它们被广泛用于食品、香料、化妆品、药品等领域。例如,柠檬烯(Limonene)是柠檬、橘子等柑橘类水果中常见的萜烯,具有清香的柠檬味,常被用作食品添加剂和香料;α-菂烯(α-Pinene)是松树、杉树等针叶树中常见的萜烯,具有松木的清香,常被用作香料和溶剂。
小楹白蚁
小楹白蚁(Incisitermes minor),又名楹白蚁,也有译作“西部干木白蚁”的,隶属于木白蚁科楹白蚁属的昆虫,原产地为美国西南部和墨西哥北部。小楹白蚁体长约3毫米,通体浅黄色,头部呈长方形,触角10节。它们筑巢于干燥的木材之中,取食木质纤维,是名副其实的“木中居民”。然而,它们的胃口却不容小觑,不仅会啃食房屋梁柱、地板等木质结构,还会破坏电缆、图书、棉麻等物品,造成严重的经济损失。小楹白蚁的繁殖能力极强,一个蚁巢可容纳数十万只白蚁。它们的行为也十分隐蔽,通常在夜间活动,白天则躲藏在巢穴中,给防治工作带来了很大的挑战。
小楹白蚁在中国的分布主要在上海、江苏、浙江等地。1937年,一位浙江宁海的乡绅从香港带回了一个木箱,无意间将这种木中“隐居者”引入了中国。2015年,有媒体报道:浙江宁波市白蚁防治所同镇海区白蚁防治所的技术人员在镇海区天宝小区一居民家中发现小楹白蚁,发现这种虫子可以不需要水分、而直接利用空气中的潮气便可生存繁殖。
编译:Wendy 编辑:Daisy 排版:绿叶
参考资料略