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中国科学院康乐院士:中国还没有完全摆脱蝗灾的阴影

来源:10bet娱乐城最新网址   发布时间:2019-11-21   点击量:496

    网易科技《科学大师》第07期,专访中国科学院院士,发展中国家科学院院士,美国昆虫学会会士,研究员,博士生导师,著名生态学家和昆虫学家康乐。本文来自微信公众号:网易科学人(ID:WYKXR163),作者:章剑锋、彭丽慧,策划:杨霞清、郭浩,原标题为《科学大师|中科院院士康乐:蝗虫是害虫代表 中国还没完全摆脱蝗灾阴影》他是谁康乐,现为中国科学院院士,发展中国家科学院院士,美国昆虫学会会士,研究员,博士生导师,著名生态学家和昆虫学家,国家“百千万人才工程”一、二层次专家,杰出青年基金获得者,国家有突出贡献的中青年专家。曾在1999年获国家自然科学奖,2008年被国际昆虫学会选举为执行理事,2009年获美国内布拉斯加大学荣誉科学博士,2011年获何梁何利生命科学与技术进步奖,2013年获美国昆虫学会国际杰出科学家奖,2015年被选为美国昆虫学会会士,同年获谈家桢生命科学成就奖。他的观点1、昆虫是一个大的资源库,未来能成为人类基因、信息和生物材料的重要来源。2、我认为没有必要把蝗虫赶尽杀绝,因为昆虫本身就是生态系统中的重要一分子,是一个把植物的营养物质转化成动物性的中间过程。3、基础研究特别是生命科学的基础研究是所有生物技术、医药应用的源头,没有基础研究就没有那些技术的产出。所以说一个重要的基础研究,可能暂时并不能够直接产生经济效益,但是一旦有了突破所产生的经济效益是不可估量的。4、跟生命科学密切相关的技术是可以用钱买到的,但能花钱买到的技术绝不是最新的技术,也不是最强的技术,而随着形势的发展,有的技术有时候用钱也买不来了。所以说无论是基础研究还是应用研究都需要有自主的知识产权,拥有自主的创新能力,这样才能不受制于人。5、我国每年培养的博士数量在全世界能排第一了,高校的数量、科研研究机构的数量、投入的研发经费,在世界也是占第二位的。精彩集锦“我们研究蝗虫的控制,不仅是为了解决局部地区的问题,而且也是为全球的蝗虫控制发展一些新的技术。”康乐作为中国科学院的研究员研究蝗虫已有30多年,在他看来,要研究蝗虫就必须研究害虫成灾的共同规律和它内在的联系,这样才能够把研究幅射到其他昆虫方面。而经过长期的基础研究,康乐及其组员也发展了生物控制的新途径和新技术,如创新出两种真菌杀虫剂,一种杀虫剂是通过真菌消灭害虫;另一种杀虫剂是光普的真菌。近些年由于城市化使得城市人口占了很大比例,人们见到蝗虫的机会也因此变少,同时蝗灾发生的几率也在变小。不过康乐认为,中国依然没有完全从蝗灾的阴影当中解脱出来。“如果你去内蒙古、新疆就会看到每年草原上都发生很严重的蝗灾;在黄河的出海口,在滨海的荒地上,蝗虫也会经常造成灾害。”针对该现象,康乐认为,没有必要把蝗虫赶尽杀绝。在他看来,人类过度使用杀虫剂虽然把蝗灾控制住了,但容易对生态系统造成破坏,而这些昆虫本身就是生态系统当中的重要一分子,是一个把植物的营养物质转化成动物性的中间的过程。人类更好的生活并不意味着人类更好地活着以下为采访实录,网易科技整理。网易科技:今天参加世界生命科学大会,您感觉怎么样?康乐:我是这两届生命科学大会的组织者,所以这是我第二次参加生命科学大会,我感觉在中国召开这样世界范围的生命科学大会是非常重要的,不仅能够提升中国在生命科学领域的自主创新意识,还能了解世界科技发展的前沿。与此同时,中国生命科学发展经过两年的发展,我们也应该检阅一下它的形势和态势。而且生命科学大会这个平台非常好,会议邀请世界级科学家如像诺贝尔奖获得者,著名的在生命科学研究领域前沿科学家,还有我们国家自己非常优秀的科学家。同时这届大会给我最重要的一个感受是有很多学生来参加,这说明我们的研究者、博士生、博士后对这种国际性的会议非常敏感,非常关注,而且他们在这个会议上都能够做到认真听、积极提问,并且也提了很多非常的尖锐问题,我认为这不仅给来自世界各地的科学家展示了中国科学家的风采。还体现了中国年轻人对追求生命科学的热切期望,以及对前沿科学问题的一些看法。这让我很欣慰。同时我感觉得我们的会议也越来越细分专注。举个例子来说,我是搞昆虫学研究的,在第一届世界生命科学大会上,有关于昆虫的主题是由一个专题、两个部分组成,本次会议是由三个专题、六个部分组成,这充分说明昆虫学在我们国民经济当中的重要性,也越来越引起人们的重视。网易科技:那这次能简单给我们介绍下这三个专题吗?康乐:第一个专题是关于媒介昆虫的。我们对于人类的健康和昆虫的关系大家高度重视了,昆虫的传播细菌性疾病、真菌性疾病和病毒性疾病把世界上将近三分之一的人推到了受疾病威胁的程度,所以一个小小的昆虫,看起来并不是非常的扎眼,但是它带来的潜在的威胁是很大的。所以我们这个专题是瞄向人类健康的。第二个专题是昆虫的化学通讯。这个是和农业密切相关,你为什么能够在玉米地发现玉米螟?为什么能在高粱地发现高粱?为什么能在桃树上发现桃?以上这些均是由昆虫通过信息化合物找到的这些植物的,因此这个联系就叫做化学联系。我们过去都是利用化学农药来杀灭昆虫,这是因为我们缺乏认识它和植物之间的联系的知识,如果我们发现这样的联系,就知道昆虫找到它的食料植物环节是非常特异的,就可以利用特异的方法进行害虫控制,就会对环境的影响、污染,对人产生的影响就会非常小。所以我们这个叫做信息流的操控。第三个专题是研究昆虫基因组的。为什么要研究昆虫的基因组?因为昆虫在地球上以及在动物界里占的种类数量是75%。世界上大部分动物是由昆虫组成的,只不过昆虫由于体型比较小所以人类可能没有感到特别的突出,但是昆虫的种类非常丰富,这也就给我们提供了丰富的基因库,我们能够通过认识昆虫的基因库,来认识生物进化过程中基因组是怎么样改变的,这些基因组在调控昆虫多样性的行为和适应性方面发挥什么作用,这些都给人类很多的启发。所以我们这三个专项瞄向六个方面,一是人类健康,二是农业,三是环境。这三方面对我们国家来说都是非常重要的,实际上这三个也是生命科学的整个主题。此外,还有三个方面分别是人类的健康和疾病的治疗;农业的安全、食品的安全以及环境保护。这三个方面是生命科学服务于国家重大战略需求的最重要的三个方面,生命科学跟这三个方面密切相关的。所以大会的主题是为了人类更好的生活。而人类更好的生活,并不意味着人类更好地活着。网易科技:“人类更好的生活,并不意味着人类更好的活着”这句话怎么理解?康乐:这个意思是你要对环境进行关注,你要对周边环境进行关注,你要对周边生物进行关注,你要对其他生物进行爱护和保护,你要对有害生物合理的、绿色进行防控,你如果能做到以上几条这才叫更好的生活,而不是单纯为了人类自己的生活,不是为了人类自己生活得更好。网易科技:您在这个领域的科研成果会应用在哪些方面呢?康乐:我的应用主要还是通过控制害虫来控制疾病的传播,因此我主要还是注重“防”。网易科技:我们生活中有哪些简单的方法可以预防昆虫传播疾病?康乐:实际蚊子就是一种传播人类疾病的最重要的一种媒介,所以蚊帐是一种很好、安全、有效、也简便的预防方法。再就是驱蚊的化学药物以及一些物理的效果如电的装置,这些也是很好的预防方法。还有就是蚊子是通过人释放的二氧化碳寻找到的人的。所以我们也可以做一些诱捕器,通过少量的释放二氧化碳把蚊子吸引到这个诱捕器里,而这个诱捕器里是有杀虫剂的,这样就会使你避免在整个屋子里喷杀蚊剂,相同的方法也可以用于消灭蟑螂。但在田里就不能用这样的方法了,需要靠化学防治和生物防治的结合,把这些昆虫进行大规模、大面积的控制,让它传播的疾病概率下降。网易科技:对于人类和农作物疾病的预防方面,有哪些方面可以抵御昆虫传播病原体?康乐:昆虫作为媒介传播了许多细菌、真菌和病毒的疾病,而现在随着全球变暖,过去热带的疾病现在有向北拓展的趋势,我们过去是怎么防治这些疾病的呢?我们开发了一系列的药来治这个病,人得了这个病以后吃这个药就会被治愈,这也是一种很重要的治疗途径。但是实际上对于一个病的防治来说,我们认为其实就是两个字,防和治。得了病就得治,没有得病之前,为了不得病必须要防。昆虫作为一个媒介生物,它身上带不带病毒,带不带病原物,我们很大程度不知道。我们只知道它有多大的风险。那么在这样的情况下,为了让人不要得病,不要得了病去治病,就要把防放在防重于治的位置上。同时把传播疾病的昆虫控制到一个比较低的水平,就不会发生疾病了。所以我们要把防和治这两手都要考虑到。中国依然没有完全从蝗灾的阴影当中解脱出来网易科技:您研究的是昆虫,尤其主要研究蝗虫这块,有一个问题是蝗虫有必要这么大张旗鼓研究它吗?它和我们实际的生活究竟有多密切的联系?您能讲一下吗?嘉宾:现在的年轻人能够在田野里看到蝗虫是很不容易,而且现在由于城市化使得城市人口占了很大比例,所以城市里的人见到蝗虫的机会也就很少了,同时蝗灾发生的几率也就比较小了。我们研究蝗虫是因为蝗虫本身就是世界上最重要的害虫之一,我们虽然研究的是其中一种,但也是最有代表性的一种。所以我们研究蝗虫的控制不是仅仅为了解决局部地区的问题,也是为全球的蝗虫控制发展提供一些新的技术。其次,中国依然没有完全从蝗灾的阴影当中解脱出来,如果你去内蒙古、新疆就会看到每年草原上都发生很严重的蝗灾;在黄河的出海口,在滨海的荒地上,蝗虫也会经常造成灾害。此外,蝗虫也会在局部地区形成非常高密度种群,然后迁飞到其他地方危害环境。所以我们认为蝗虫是一种非常重要的害虫,也是一种代表性的害虫。能够高密度的种群聚集在一块是害虫能够成灾的一个前提条件,如果密度不高,就不会形成灾害,人也在很大程度上能够容忍。但高密度的种群是怎么形成的?在高密度种群里,个体与个体之间是怎么相联系的?这个机制人们现在是不知道的,所以我们必须要通过一种模式的昆虫,通过研究它们个体和个体之间的相互联系幅射到其他昆虫方面。所以我作为中国科学院的研究员研究蝗虫有30多年了,我认为研究蝗虫必须要研究害虫成灾的共同规律和它内在的联系,通过研究这样一个共同的规律和内在的联系后,才能够把你的研究幅射到其他昆虫方面。所以这里面既有直接的目的也有间接的目的。而我们组经过长期的基础研究研究了两种真菌杀虫剂,其中一种是通过真菌消灭害虫。我们把专门侵染蝗虫的真菌进行了改造,它杀蝗虫的效果得到了极大地提升。第二类是光谱的真菌,可以让它既不影响原来广普的杀虫,同时又把杀虫效果提升,这样的话,虽然我是基于蝗虫的研究,但是我们也发展了生物控制的新途径和新技术。最后一点,研究蝗虫可以作为人类疾病的模型开展研究,因为蝗虫的群聚成因最主要是因为多巴胺途径。多巴胺这个途径其实跟人类的许多疾病密切相关,比如帕金森,老年性痴呆,还有一些其他的人类所谓的行为上的异常。网易科技:蝗虫能作为人类疾病的模型开展研究,这个能具体解释下吗?康乐:这个都是跟多巴胺密切相关的。最近我们实验室同志们就通过把能引起帕金森疾病的几种药物用在蝗虫身上,结果诱导了蝗虫看起来非常像帕金森的症状。如果我这种模型一旦得到突破,就可以用蝗虫作为帕金森研究的重要模型。我们能探究产生疾病的原因是什么,发现哪些基因在进行调控,我就可以通过一些手段进行改进和治疗。这个实验可以在蝗虫身上做会有两点优势,第一,实验动物非常丰富,第二,它的生长周期非常短,这也意味着可以在一年当中做许多次的实验。那么这个实验效果就会超过在小白鼠上或者其他高等级的动物身上做,蝗虫也能成为一个很好的研究人类疾病的模型。所以说昆虫是一个大的资源库,未来能成为人类基因、信息和生物材料的重要来源。网易科技:您之前也有提到像这个技术可以治疗抑郁症之类等等的疾病,那这个技术现在有推广和落地了吗?就是在治疗这些疾病上?康乐:在人身上话其实有许多的药物可以应用在这些方面,但是这个东西是无止境的,现在许多药物是在一定程度上可以缓解甚至延迟发病,并且在一定程度上能够改善,但我们还需要不断地提升对疾病治疗的精准性以及有效性。此外,药物价格要更便宜,要惠及到普通老百姓,也就是说老百姓也都能够用得起这样药物或者是医疗手段。昆虫是生态的一部分没有必要赶尽杀绝网易科技:现在蝗灾对于我们的农业生产,比如粮食的产出这块影响在慢慢减退是吗?它更主要的表现是在哪个层面?康乐:蝗虫在历史上频繁爆发的原因,是人类在控制蝗虫的时候不够彻底,不够彻底的结果就是每年都要留下一部分种群,积累既定程度以后再爆发,不过现在好像爆发的非常少了。那这跟人类控制害虫的技术发展也是密切相关的。我们现在有许多办法都可以把蝗灾在形成之前就控制住。所以你现在会发现蝗灾的出现不是特别频繁了。但是现在的防治也存在一些问题,比如杀虫剂的过度使用。过度使用杀虫剂虽然是把蝗灾控制住了,但蝗虫的生活是无法脱离生态系统的,维持一定的蝗虫种群数量也有利于鸟、蛇、蜥蜴等其他动物的生存。但现在大量的农药特别是飞机大规模喷洒农药难免会对其他生物产生影响。另外一方面,农药直接作用到昆虫身上的比例是非常低的,许多农药进入了土壤,再经过灌溉,以及经过降雨流进了河流、湖泊,最后进入了海洋,这对环境污染也是非常严重的。所以我们控制蝗虫,除了有效地控制住它,应该采取的方式是发展绿色、环保、环境友好的控制措施。同时我觉得真的没有必要把它赶尽杀绝,这些昆虫本身就是生态系统当中的重要一分子,是一个把植物的营养物质转化成动物性的中间过程,此外,还有许多吃虫子的动物也要依靠它来生存。这样的话,我们生态系统能量的循环和物质的循环的能量流动才能转起来,这样一个生态系统才是健康的。所以我认为它只要不成灾,我们就应该容忍它在自然界存在一定的数量,而不是把它赶尽杀绝。网易科技:您刚才谈的“生态循环”是从一开始研究就有这样的思想和理念吗,还是慢慢形成的?康乐:这个可以追溯到我做博士论文的时候,我当时是在内蒙古做博士论文,当时内蒙古草原由于人口数量、畜群的增加出现了过度放牧和草场退化的问题,而草场退化以后就会产生蝗灾,在草长的比较好和比较茂盛的情况下,恰恰不会发生蝗灾的问题。因此草原的蝗虫问题,是草场如何管理的问题。所以我在80年代、90年代做博士研究生的时候,就想利用控制放牧强度让草原得到一定程度的恢复,然后来控制蝗灾的爆发。实际上在草原生态系统当中,蝗虫是许多鸟类,蛇类、蜥蜴、刺猬的食物,如果把蝗虫全部灭掉了,这些动物特别是食虫的动物就没有办法生存了,它们也要被迫进行迁徙,所以当时我做博士期间,做的就是不靠化学杀虫剂来控制草原的蝗虫,通过控制载畜量,控制人类对草场的利用强度让草场恢复。而在我研究的过程中,我们发现越是不退化的草场蝗虫反而数量比较少,越是退化严重的地方草场非常多。后来我们跟美国亚利桑那州立大学合作,发现了一种蝗虫特别喜欢吃的被羊吃了以后的草,简单解释下就是,羊吃了的草以后草里的碳氮平衡发生了改变,它的含氮量迅速下降,下降的第一个作用是用于防御,二是含氮量下降以后,对羊来说不好吃了,所以羊会继续吃其他没有吃过的草,而这个被羊吃过的草恰恰是蝗虫非常喜欢吃的一种草。我们过去从生态学的角度解释是,过度放牧把蝗虫的天敌给赶跑了,同时过度放牧产生了卵比较容易孵化的环境,以上两点是蝗灾发生的主要原因。但后来我们就发现,植物的营养作出的响应也是其中重要的一个原因。通过定向性的开发昆虫可作成为未来的一种食物网易科技:您其实是生态学博士,那么也是因为偶然的机缘才会研究昆虫或者说是单一的蝗虫领域吗?康乐:我会研究蝗虫领域是跟我的老师和我的动物研究所的实验室密切相关的,动物研究所研究蝗虫是有历史的,所以现在传到我这了,我要继续把这个班接下来。网易科技:您现在的研究,目前最新的进展到了哪一步了?康乐:从应用方面讲,我们发展了两种遗传改造的真菌。一种真菌是对特异的目标,更特异、更有效,还有一种真菌是面向的是更广泛目标的,但它的杀虫效果能到极大的提升。此外,还有一个重要的研究进展是过去国外科学家都认为昆虫身上释放的一种气味,这种气味吸引蝗虫聚集到一起形成一个群。但是我们的研究结果却不是这样的,我们发现蝗虫的这个气味不仅在成虫期是这样的,在幼虫期也是这样的,所以我们当时猜想为什么幼虫期密度高的时候会释放这种气味呢?这是因为它的个体与个体之间的联系已经建立起来了,用不着持续的释放这种气味化合物把个体之间的联系建立的更加紧密。我们当时猜想是蝗虫聚群以后是没有办法隐藏的,当密度低的时候,蝗虫身体是绿色的,这时它可以藏在植物的下面,但是蝗虫一旦群聚后身体就会变成黑色的,之所以会出现这样的现象是因为这是一种群体防御的反应。这个工作是我们最新的研究进展。网易科技:这种发现对我们后续的研究有什么帮助吗?康乐:第一,我们可以通过这种气味化合物的侦测来估计这个群体的密度是多大,因为这个化合物的浓度跟群体的密度是正相关的。第二,可以用于生物防治。比如在新疆等地方都有用鸡鸭来防治蝗虫的传统。我们过去在用鸡鸭防治蝗虫的时候,发现效果一开始是好的,但鸡鸭吃过一段时间的蝗虫后就不吃了,这是因为一开始鸡鸭没有吃过蝗虫,觉得新鲜就会吃,但吃得多了以后会产生中毒的反映,时间一长不爱吃了。要把这种控制做的时间长一点的话还必须要考虑一种方式,那就是让鸡鸭或者自然界的鸟能够持续的捕捉它,这样就能够把蝗虫的种群压在一个比较低的界限。所以应用的前景也是非常好的。现在有人也说昆虫可能是人类未来的重要的食品。因为当地球人越来越多的时候,人的食物应该更趋向于多样化,用以减少事物不足带来的风险。昆虫是一种高质量的蛋白的来源,通过人类定向性的开发可以作为未来的一种食物,它的蛋白质量非常好,脂肪非常低,胆固醇也非常低,全世界的昆虫食品,做成商业化的昆虫食品也有上千种。中国科技发展水平处于世界前列网易科技:您是怎么看待我们国家的基础研究的?康乐:首先中国是一个人口大国,也是一个经济大国,这两点决定了中国的科学发展必须立足于自力更生,必须立足于我们自己国家。这样一个大国,不可能靠钱买技术,也不可能完全靠钱引进许多的人,我们是完全有能力自己培养,全世界那些体现基础研究前沿的文章里,里面有许多作者都是中国人,这说明中国人在科技前沿本身做的也很好。中国今天的科技发展水平用世界上的几种计量方式来看也是属于在前列的,所以我觉得,我们中国必须要发展自己的科学事业,因为这是国情决定的。其次,基础研究特别是生命科学的基础研究是所有后面生物技术、医药应用的源头。没有基础研究就没有那些技术的产出。所以说一个重要的基础研究可能暂时并不能够直接产生经济效益,但是它一旦有了突破后,所产生的经济效益是不可估量的。大家都熟悉的一些重要的药物,都是一个重大基础研究的突破,就像刚才讲的我发现的两种生物防治的真菌,这也是我们研究组经过10年的基础研究才发现的,所以我认为基础研究是科技创新的源头。我们国家这么大,人口这么多,还有这么多的高等院校,这么多的研究机构,如果我们没有自己的原创,没有自己走向世界的基础研究,这是不可想象的。与此同时,跟生命科学密切相关的技术是可以用钱买到的,但能花钱买到的技术绝不是最新的技术,也不是最强的技术。而随着形势的发展,有的技术用钱也买不来了。所以说无论是基础研究还是应用研究,都需要有自主的知识产权,有自己自主的创新能力,这才能不受制于人。所以我们发展基础研究,发展生物技术首先是为了自己国家,其次是要造福整个人类。其实我国每年培养的博士数量在全世界能排第一了,高校的数量、科研研究机构的数量、投入的研发经费,在世界也是占第二位的。但有一个问题我想说的是,我们现在常吃的药甚至用的农药,包括除草剂大部分都是进口的,我们真正中国人自己原创的,在这里占的比例还是比较低的。本文来自微信公众号:网易科学人(ID:WYKXR163),作者:章剑锋、彭丽慧,策划:杨霞清、郭浩,原标题为《科学大师|中科院院士康乐:蝗虫是害虫代表 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