沙漠蝗虫是学名为Schistocerca gregaria的昆虫,外表颜色单一,性格迟钝,羞怯,常常停留在一处一动不动,碰到别的蝗虫趋向躲避,夜间飞行,不会给人类带来灾难。然而同样也是学名为Schistocerca gregaria的沙漠蝗虫,外表具有显眼的黄、黑间色(或在尚未完全成熟时呈粉红色),在大白天,疯狂地追求合群,结成蝗群,数量可达几十亿只,横亘大片土地上,在其迁移途中,可以吃掉数以吨计的地面上各种植被。

对于习性如此明显差异的两种沙漠蝗虫,一种是孤独生活的,另一种是结群的。直到1921年俄罗斯昆虫学家波利斯 · 尤瓦洛夫才提出它们实际上是同一种蝗虫,因此给予同一学名。最近,科学家们开始研究这种昆虫如何从一种习性突变为另一种习性的生态相。牛津大学昆虫学家史蒂芬 · 辛普森(Stephan Simpson)寄希望这一发现能最终帮助防止蝗灾的发生。他说:“生态相的突变是蝗虫生物学的一项定义特征,也是其主要问辛普森解释说:“这种突变是蝗虫为适应沙漠严酷生存条件的生理反应。”在大部分时间里,沙漠中稀少的植被只能维持少数沙漠蝗虫的生命。它们最好的方式是各自分散生活。当集中了大量雨水,植物骤然生长,于是以此为食的蝗虫也随之大量繁殖,其数量增加呈火箭升空之势。可是干旱,不可避免又要来临,蝗虫们不得不聚成一大群,围绕正在缩减的食物来源,以此维持生命。虫群的高密度触发蝗虫习性的改变,从喜孤独生活到群集性,推测是因为一旦食物告罄,蝗群也像其他生物一样需要迁移,它们需要觅求群迁的安全数量。

长期以来,研究者对促使蝗虫感受环境拥挤的机制存有疑义。他们从蝗虫的视觉、嗅觉和触觉三方面进行探索。辛普森和他的合作者用三种刺激试验:如视觉试验将孤立的蝗虫隔着玻璃看着其他蝗虫;触觉试验用小纸球不断碰撞受试验的孤立的蝗虫等,试验结果发现,触觉刺激是远为有效的生态转变触发机制。其后,试验小组发现触碰蝗虫的大腿(后足的上节,含有许多机械接收器的神经组织),特别能导致其合群性的转变。

从那时开始,辛普森小组与剑桥大学的马尔科姆 · 伯罗斯(Malcolm Burrows)和托马斯 · 马瑟森(Thomas Matheson)合作,全力投入到蝗虫习性转变的研究中。

利用对蝗虫的一条特殊大腿神经进行电刺激,以诱导其生态相转变的研究中,他们发现孤立性的和合群性蝗虫的神经中枢系统的11个神经传导束存有显著差异。

在2004年12月出版的美国科.学院院刊Proceedings of the National Academy of Sciences)上,中国北京基因研究所的赖康(译音)和他的同事介绍了他们的研究成果,虽然对象是另一品种:迁移性蝗虫。但文章比较了孤立性和合群性的蝗幼虫,发现有532个基因存在差异。

最终这些研究有可能导致开发出一种化合物能阻断或逆转蝗虫的合群化。但荷兰韦根宁根农业大学的昆虫学家阿莫尔德 · 范 · 休伊斯Amold Van Huis)对此却不抱希望,并怀疑其成为实际治蝗虫工具的可能性。他说,因为你仍然必须去广袤的沙漠中寻找蝗群,并将其灭杀,。就这个问题来说,休伊斯认为还是直接采用杀虫剂灭蝗为妥。

但是,其他的一些发现也由于研究思路的拓宽。辛普森小组在研究中发现,蝗虫从孤立性到合群性的突变并不完全由于蝗虫数量和植物数量多寡引起的,还有植物“掺和”的问题。10株紧密生长在一起的植物可能会触发蝗虫的合群性,但10株分散的植物却不能。

辛普森说,不仅是数量,同时也应计及植物是如何分布的。联合国粮农组织的蝗情预报员基思 · 克里斯曼(Keith Cressman)说,如果发现植物分布规律对蝗虫合群化产生影响,他将非常感兴趣,因为这有助于提高预报的准确性。