蝗虫的奥秘,神秘的学科今晚十点半档,C

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即便是到了21世纪的今天,蝗灾这个伴随人类上千年的灾害,并未随着科技的发展而消失。蝗灾一旦发生,遮天蔽日,草木皆失。一平方公里的蝗群一天的食物量相当于3.5万人一天的口粮。蝗灾问题不解决,人类的饭碗就难说端得踏实。年末以来,全球多地遭遇蝗灾,再次给我们敲响了警钟。

本期《开讲啦》邀请到

中国科学院院士

国际生态基因组学领衔科学家

康乐

他将为我们分享蝗灾的成因

以及神秘有趣的昆虫世界

01

小小的蝗虫

为什么会形成恐怖的蝗灾?

全世界有超过1万种蝗虫,但并不是所有的蝗虫都会造成蝗灾。

康院士说:“目前大家公认的最危险的蝗虫大概有二十多种,而我国造成蝗灾最严重的,是飞蝗。”

在有记载的多年历史中,中国发生过多次大的蝗灾,蝗虫所过之处黑云压城,寸草不生。一旦发生蝗灾,必定带来百姓饥荒,社会动荡。

康院士在现场回忆起自己亲历蝗灾时的场景,依旧心有余悸:

“年,我们在内蒙古调查蝗灾,汽车顺着山坡上山,不一会儿就因为车轱辘压死了太多蝗虫,车子轮胎打滑而不受控制,可见蝗灾发生时蝗虫密度之大。”

一只小小的蝗虫,到底凭什么令人们闻“蝗”失色,成为人类的梦魇?

经过长时间的研究,人们发现,零散的蝗虫并不会成灾,只有当蝗虫大范围聚集起来,才会引起灾难。那么,究竟是什么让它们聚集?很长一段时间里,全世界科学家们都搞不清楚。

康院士研究蝗虫不再重复过去科学家们的老路,他带领团队一步进入蝗虫基因组学研究,找到了诱惑蝗虫破坏性聚集的“罪魁祸首”——4-乙烯基苯甲醚(4VA)。

康院士说:“这种气味化合物只需要四五只蝗虫聚集就能释放,而且对蝗虫的吸引力极强。我们把人工合成的4VA拿到野外,不管野生蝗虫密度多大,都能给它吸引过来。”

康院士还说:“4VA和它受体的发现将极大地改变防治蝗虫的对策和技术。不仅揭示了蝗虫群居的奥秘,更重要的是使蝗虫的绿色和可持续防控成为可能。未来能够把人类防治的理念提升到一个新的高度。

02

研究蝗虫

不仅仅是为了治理蝗灾

研究蝗虫不仅能够治理蝗灾,更是打开了神秘昆虫世界的大门。

康院士在演讲中分享到:蝗虫从散居变成群居一段时间后,身体就会从绿色转换为黑色,行为也会变得亢奋起来。它们就好像戴了头盔一样,随时准备“作战”,浑身煞气,胃口又大得很,见粮食、草地就吃,似一场狂风暴雨,所过之处,食物全被它们一扫而空!这种散居型蝗虫和群居型蝗虫的转变,用现代的词就叫做表型可塑性。

关于这一现象,几百年来,科学家们都束手无策。

康院士团队经过多年研究发现,群居型蝗虫行为的亢奋和人类的情绪变化如出一辙,都是源于多巴胺的分泌。

康院士说:“其实人类的很多疾病比如阿尔茨海默病、抑郁症等,都是因为多巴胺或者多巴胺的相关表达在下降,而糖尿病、高血压等疾病,也是表型可塑性在人类身上的体现。如果我们把蝗虫当成一种模型来研究,未来能够为人类的健康作出巨大的贡献。”

对于蝗虫体色变化的研究,康院士竟然是从中学时期画画的经历得到了启发。

“红黄蓝三种颜料兑在一起就是黑色。散居型蝗虫身上的绿色不就是‘黄颜料+蓝颜料’吗?那我再加个红,群居型蝗虫不就变黑了吗?”

经过寻找发现,蝗虫取食植物时会摄入类胡萝卜素,在散居型向群居型转变的过程中,β-胡萝卜素结合蛋白与类胡萝卜素相结合就会表达红色。只要给蝗虫群居刺激,背部就会变黑,而腹部过度地表达红色所以变成棕色。

康院士的这个发现,就像捅破了次元壁,在蝗虫身上凸显了物理的三原色原理。

03

现场金句频出

这样爱思考善科普的嘉宾,你爱了吗?

小小的蝗虫就有这么多未知的奥秘,那么,那些经常在日常生活中出现的昆虫,我们真的了解吗?

在节目中,青年代表准备了一系列的考题向主持人“发难”,而我们的撒老师也没有让大家失望,用错误百出逗笑了全场。

幸好有康院士在旁辅助,才顺利过关。

如何分辨蜜蜂和蝇子?

如何分辨雌雄独角仙?

蜘蛛是不是昆虫?

面对这些题目,康院士四两拨千斤,风趣地给大家科普:“以后遇到动物,4条腿8条腿的,肯定不是昆虫,蜘蛛8条腿,属于节肢动物;蜜蜂两对翅膀,蝇子一对翅膀,看翅膀就成;雄独角仙有角,雌的没有,而大家很容易弄混的天牛,它的触角是要明显长于身体的。”

听院士一席话,大家直呼学到了学到了。

康院士不仅善于科普,面对现场青年人的提问,他更是金句不断。

保持好奇心对于科研有多重要?

康院士的见解十分出众:“在英文里,好奇是justforfun,兴趣是interest,一个比较随便,一个却很严肃,仅凭好奇是做不成科研的,只有经过磨砺,把好奇变成兴趣,才能在科研中有所成就。”

蝗虫身上的特点是否也能运用到仿生学当中?

康院士表示:“真正高级的仿生,是功能性的仿生。”

怎样激励自己的学生勇坐科研“冷板凳”?

康院士说:“因为我选择了这个职业,我喜欢做这个工作。别人眼里的‘冷板凳’,也可以是我自己很舒服的沙发。一个科学家要敢于把冷门做热,让热门由于你的突破变成一个冷门。”

面对现场青年代表的行业内卷等问题,康院士也用自己的独特思考为大家解惑。

敬请

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