控制害蟲對農夫而言是永無止盡的挑戰。幾個月的辛勞成果,有可能會因為昆蟲在田裡大快朵頤,而在一夕之間消失。
雖然化學合成的殺蟲劑可以擊退這群不速之客,卻也同時影響了其他生物。不過,一份發表在《皇家學會報告B系列》的研究給了未來一線曙光:一種能精準打擊害蟲的生物應用毒素。
控制害蟲對農夫而言是永無止盡的挑戰。幾個月的辛勞成果,有可能會因為昆蟲在田裡大快朵頤,而在一夕之間消失。
雖然化學合成的殺蟲劑可以擊退這群不速之客,卻也同時影響了其他生物。不過,一份發表在《皇家學會報告B系列》的研究給了未來一線曙光:一種能精準打擊害蟲的生物應用毒素。
這種新式農藥應用了一種蜘蛛的毒素,能殺死常見的農業害蟲,而且讓蜜蜂毫髮無傷。
這款殺蟲劑的最大賣點,就是不會傷害蜜蜂。蜜蜂是極為重要的授粉昆蟲,但在全世界的數量卻持續下滑中。這種現象被稱為蜂群衰竭失調(colony collapse disorder, CCD),雖然各界對這個現象的成因依然爭論不休,不過傳統殺蟲劑被認為是蜜蜂死亡率增加的主要因素。而在歐盟,新類菸鹼類(neonicotinoid,又稱類尼古丁)的毒素因為對蜜蜂有害,已經禁止使用。
這款新農藥的配方,由一種澳洲的漏斗網蜘蛛Hadronyche versuta的毒液配成。
就生態友善的殺蟲劑而言,蜘蛛毒液的確是良好的候選,因為這種毒液最初的目的就是用來獵殺害蟲的。英國食物和環境研究署的科學官員,同時也是本研究作者之一的依萊恩.費卻斯(Elaine Fitches)說:「大部分的蜘蛛在抓取獵物時,獵取的目標正是其他昆蟲。」
而這種毒液的有效成分屬於多肽,在不同目標物種上有不同的效力。
她與身上的1萬2000隻蜜蜂共舞 2016年一月四號,莎拉.美貝里(Sara Mapelli)為「女王蜂」帶來了全新的意義,她與覆蓋在身上厚厚一層的蜜蜂共舞。此時美貝里身旁環繞著1萬2000隻蜜蜂,創造出她所謂關於姿態、能量與聲音的沉思氛圍。美貝里在她所舉辦的團體課程「能量重組」(energy realignment)中,將這種舞蹈視為工具,使人意識到蜜蜂與大自然的重要性,同時也幫助害怕蜜蜂的人克服恐懼。
毒液科技(VenomeTech)的總裁皮埃爾.埃斯科巴斯(Pierre Escoubas)解釋:「漏斗網蜘蛛的毒液已經有相當研究,內含有數以百計的多肽。」這間法國企業專攻毒液應用治療。
雖然並沒有參與此次的研究,不過埃斯科巴斯補充說明:「在這些多肽中,有很多都對脊椎動物有毒;不過有些多肽僅針對昆蟲的神經系統,對脊椎動物反而無害。而這一類的多肽就非常具有發展為全新生物性殺蟲劑(biopesticides)的潛力。」
為了研發新的生物性殺蟲劑,科學家將蜘蛛毒液的多肽與雪花草(Galanthus nivalis)的凝集素蛋白結合,創造了一種新的「融合蛋白」。
一般而言,毒液的多肽會在昆蟲吃下肚後於腸道分解。但是凝集素可以「攜帶」毒液安然無恙地通過腸道,抵達中樞神經系統並發揮我們期望的致命效果。
研究人員在許多常見的農業害蟲上(如科羅拉多金花蟲、蚜蟲與夜盜蛾)測試這種以毒液製作的殺蟲劑,結果毒素有效地阻斷了神經傳導,讓害蟲紛紛癱瘓。
而當研究人員對歐洲黑蜂(Apis mellifera mellifera)測試這種生物性殺蟲劑的時候,結果截然不同。僅有在非常高劑量的時候會對蜜蜂有害;在低劑量,也就是蜜蜂在野外可能接觸到的劑量範圍內,該生物性殺蟲劑對蜜蜂的存活率、記憶與學習能力沒有明顯影響。
對蜜蜂沒什麼影響的這種毒素可說是重大發現,對此費卻斯表示:「我們正在談論一個非常了不起的東西,它非常溫和,這對環境十分有益。」
為什麼蜜蜂對這種毒素大幅免疫呢?原因或許深植在基因之中。
埃斯科巴斯解釋:「毒素的受器……在不同昆蟲類群間有著輕微的差異。因此給予同一種毒素,有些昆蟲類群敏感、有些則沒什麼感覺。而在這個例子中,蜜蜂顯然不太敏感。」
研究人員表示,這款新農藥能針對害蟲而不會傷害已身陷險境的授粉昆蟲,發展潛力不言可喻。
本研究的另一位作者,英國新堡大學的杰拉爾丁.萊特(Geraldine Wright)說:「政府與產業發展殺蟲劑時,要盡可能達到只會傷害目標害蟲,這點非常重要。我們的研究顯示,從代謝途徑下手就有可能做出不傷蜜蜂的殺蟲劑。」
埃斯科巴斯稱這項發現為「卓越的進步」,其重要性不僅僅在於農藥致效的選擇性,同時也發現蛋白質農藥會快速分解,並不會在環境中長期殘留。
雖然尚需要更多研究來評估新農藥的安全性,尤其是它對益蟲(如熊蜂與黃蜂)的影響。不過倘若有朝一日,這種新農藥能廣泛使用,便是害蟲的噩耗、其他人的大好消息啦。
撰文:Stefan Sirucek
編譯:曾柏諺
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