The Innovation | 美国白蛾肆虐，蚕食秋色千里

导 读

美国白蛾又名秋幕毛虫，原产北美，主要分布在美国、加拿大、墨西哥，为世界性检疫害虫。1940 年传入欧洲， 1945 年传入亚洲， 1979 年传入我国，在辽宁丹东首次发现，2003年被原国家环保总局列入中国首批16种外来入侵物种名单。因美国白蛾危害状严重，被称为“无烟的火灾”。截至2021年9月底，全国共14个省607个县发现疫情，累计受灾面积1042.73万亩，较去年增加6.15%（图1，国家林业和草原局生物灾害防治中心数据）。今年9月份美国白蛾第三代幼虫于华北、黄淮下游多点暴发，呈现偏多偏重发生态势；一些地区小范围片林或路网林带出现大量幼虫聚集及叶片吃光吃尽现象。个别区域平均虫株率高达90%以上，单株虫口密度近千；老熟幼虫爬至车顶墙皮等处寻找化蛹场所。这不仅严重影响树木正常生长，也大大妨碍了居民的正常生活，引起了人们广泛的关注和担忧。美国白蛾此次暴发的原因是什么呢？未来会是一个什么样的趋势？2021年12月22日，The Innovation在线发表了题为“American fall webworm in China: A new case of global biological invasions”的文章，进行深入探讨。

视频1 美国白蛾危害状

图1 美国白蛾全球分布

入侵种美国白蛾的成功定殖和扩张，得益于其独特的生物学特性。美国白蛾适应性强、繁殖量大。它以全世界约600种落叶树为食，包括多种重要的经济作物。一只雌性成虫每个产卵期最多可产卵900枚，由于世代重叠，它的后代总数可达每年40万头。遗传多样性和基因组结构是其多食性的基础。与碳水化合物代谢、味觉和嗅觉受体相关的基因和通路在美国白蛾的基因组中显著扩张，并在入侵种群中呈现功能多态性。其中苦味受体数量和多态性的增加可能有利于入侵种群寻找和利用新宿主。此外，对环境变化以及极端温度的高度耐受性是其广泛传播的基础。美国白蛾在-16-40°C的温度下均能生存，在无食物供应的情况下幼虫可以存活10-15天。在气候异常的年度，美国白蛾甚至可以通过调整世代数量、增加世代重叠来响应气候变化。美国白蛾喜潮湿，最佳相对湿度在70-80%之间，因此其暴发通常还与高频率的降雨有关（图2）。

图2 美国白蛾生活史

以北京为例，主要的潜在诱因：今年4月中旬到6月中旬温度的异常波动导致第一代成虫羽化不整齐，世代重叠严重，幼虫数增多；9月降雨异常增加——共计降雨15天且降雨量超常年一倍，促进了第三代幼虫的生长发育，导致了美国白蛾大发生事件（图3）。此外，气候变化可能会导致中高纬度地区如江西、湖南、宁夏、内蒙古、吉林、新疆等省区变得适宜美国白蛾生存，人类活动和交通运输更是增加了美国白蛾传播到新地区的风险。

图3 2021年4-9月北京日平均气温（左）；2020年和2021年9月北京降水情况（右）

异常气候导致美国白蛾暴发的现象，也可能是众多入侵生物的未来写照。因此，针对突发和潜在的重大农林外来入侵物种，开展基于多组学、生物传感、模型验算、智能分析等的前瞻性风险预警和实时监控，提升早期预警、阻止入侵、狙击扩散等主动防控能力是保障生物安全和生态安全的首要任务。此外，有效的防治手段也非常重要。以美国白蛾为例，主要方法为化学杀虫剂、生物防治以及信息素诱捕，但长期以来，我国大量使用化学农药防治病虫害，导致了环境污染、生态危机和健康危害等严重问题。因此，研究开发新的候选靶基因和生物大分子等新型防控策略已经迫在眉睫。

总结与展望

气候变化和生物入侵威胁生态系统功能，并可能增强彼此的负面影响。进入新世纪以来，全球气候系统变暖加速，气候极端性增强。极端天气事件可能通过减少栖息地生物多样性来降低其抵御生物入侵的能力，因而气候变化可能会促进入侵物种的繁殖和传播。而大规模的生物入侵对自然栖息地、农业系统和城市地区生态系统功能的干扰和破坏反过来也将对全球气候造成影响。因此，有必要将生物学和气候学联合起来，开展生物气象学等跨学科研究，促进外来物种入侵的机制阐释和有效防控。

扫二维码｜查看原文

原文链接：https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758(21)00126-0

本文内容来自Cell Press合作期刊The Innovation第三卷第一期以Commentary发表的“American fall webworm in China: A new case of global biological invasions” (投稿: 2021-10-13；接收: 2021-12-18；在线刊出: 2021-12-22)。

DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100201

引用格式：Ning J., Lu P., Fan J., et al. (2021). American fall webworm in China: A new case of global biological invasions. The Innovation. 3(1),100201.

作者简介

赵莉蔺，中国科学院动物研究所研究员，博士生导师。青年拔尖人才入选者，入选首届中科院青年创新促进会优秀会员，林业青年科技奖获得者。现任中国昆虫学会化学生态专业委员会副主任，中国植保学会生物入侵分会委员，昆虫学报编委。主要从事入侵生物互作生态学研究工作。

往期推荐

期刊简介

扫二维码 ｜ 关注期刊官微

The Innovation 是一本由青年科学家与Cell Press于2020年共同创办的综合性英文学术期刊：向科学界展示鼓舞人心的跨学科发现，鼓励研究人员专注于科学的本质和自由探索的初心。作者们来自全球29个国家；每期1/3-1/4通讯作者来自海外；已被78个国家作者引用。目前有190位编委会成员，来自21个国家；50%编委来自海外；包含1位诺贝尔奖获得者，31位各国院士；领域覆盖全部自然科学。The Innovation已被DOAJ，ADS，Scopus，PubMed等数据库收录。

期刊官网1（Owner）：

www.the-innovation.org

期刊官网2（Publisher）：

www.cell.com/the-innovation/home

期刊投稿（Submission）：

www.editorialmanager.com/the-innovation

商务合作（Marketing）：

[e-mail]

Logo｜期刊标识

See the unseen & change the unchanged

创新是一扇门，我们探索未知；  

创新是一道光，我们脑洞大开；  

创新是一本书，我们期待惊喜；  

创新是一个“1”，我们从此走起。