蝗灾时的蝗虫，为啥有毒不能吃？

蛋仔

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01
关于蝗虫，还有着一个悲惨且无奈的故事：
2018年9月28日，在位于美国怀俄明州的一个小舞台上，正在上演一场歌剧。
高昂的美声唱法和优美的钢琴伴奏，很容易让人以为正在上演一出经典的歌剧。
但其实这部歌剧，是刚刚创作完成的新故事，而演出的场地，也并非常见的剧院，而是在一个野生动物博物馆内。
更特别的地方，在于这部歌剧的主题，是一种已经灭绝的昆虫，落基山岩蝗。


歌剧的海报：《蝗虫：歌剧》
女主角扮演一只落基山岩蝗的幽灵，分别与另外两个角色，一个农民和一个科学家进行了对话。
对于农民来说，这只幽灵曾经威胁过自己的生存，但是对于科学家来说，他试图让幽灵告诉自己一个答案，落基山岩蝗为何消失。
在舞台的一个角落里，一个络腮胡子的中年人静静地注视着舞台，这位叫做杰弗里·艾伦·洛克伍德的男人，不仅是这部歌剧的编剧，也是当地怀俄明大学的一位科学家，而舞台上那个科学家，其实原型正是他自己。


洛克伍德与他钟爱的蝗虫
为一种消失的害虫写一部歌剧，多少有些荒诞和黑色幽默。
但对于当地怀俄明州乃至整个北美洲来说，这种蝗虫曾经意味着饥饿和死亡，造成了美国历史上持续时间最长、影响最深远的蝗灾，甚至改变了美国农业结构和饮食习惯。
但它曾经鬼魅般地出现，最终又离奇般地失踪，只留下了哀鸿遍野和无尽的谜团。


1875 年亨利·沃勒尔 (Henry Worrall)创作的漫画，描绘了堪萨斯州农民与落基山岩蝗的战斗
作为人类历史上，可能是唯一一种被灭绝的“害虫”，落基山岩蝗本身有着哪些故事，又会对今天的人类有哪些启示呢？
02
蝗虫又叫蚂蚱，一般在中文语境下指的是昆虫纲蝗亚目的统称，现存超过了1万种，主要分布在热带、温带的草地和沙漠地区。
作为一种植食性为主的昆虫，单一个体的蝗虫，似乎只有防御能力而没有进攻能力，它强有力的后腿，可以在遇到危险的时候帮助蝗虫逃跑。
但大多数时候，蝗虫最终还会变成其他动物的食物。
作为一个物种，没有哪种动物甘心存在的意义是被吃掉，蝗虫当然同样如此。
虽然单一的个体能力有限，但是当一群蝗虫出现在一起的时候，就具有毁天灭地的恐怖能力了。


一些常见的蝗虫
大部分的蝗虫，平时都处于散居的状态，个体之间也不会距离太近。但其中的一些物种，比如说沙漠蝗虫、东亚飞蝗、还有我们今天的主角，落基山岩蝗。
在一些特定的情况下，看起来会毫无缘由地聚集在一个区域，从所谓的散居态转化为群居态（也叫做迁徙态）。
此时黑化的蝗虫，就会从不起眼的小虫子聚集成为一支大军，让所到之处哀鸿遍野，寸草不生。
说蝗虫黑化，并不是一种比喻，而是群居态的蝗虫外形和颜色真的会发生明显的变化。
在进入群居态的时候，蝗虫的体色会变黑，从浅黄色变成棕黄色甚至扎眼的明黄色；成虫的翅膀会变得更大，飞行能力大大地提升。
散居态的蝗虫往往性情比较温和，也基本会集中在一个固定的区域，但变成群居态后，蝗虫会集结成群飞行迁徙，形成遮天蔽日的虫群，在沿途经常会随机降落，然后啃食周围一切能食用的物质，无论是庄稼还是花草树木，都会在短时间内全部洗劫一空。


同一种蝗虫，散居态和聚集态的差异会非常明显
这样的变化，在生态学上被称为表型可塑性，是生物对于环境变化的一种演化适应。
在很多生物的身上，也会出现类似环境改变时身体的调整。
但像蝗虫这样变化如此迅速又如此迥异的情况，在自然界中还是非常少见。
直至今日，科学家们其实尚未完全搞懂蝗虫两种形态的机理。
比较能够确定的是，导致蝗虫形态转变最核心的因素是区域内个体的密度，一旦因为某些因素，类似缺少食物或者气候变化，让偶然聚集在一起的蝗虫彼此触碰，蝗虫的后足上节部分遍布的神经接收器就会变得敏感，同时蝗虫体内就会释放信息素。
随着蝗虫之间不断地接触、摩擦，信息素的浓度就会不断增加。
蝗虫体内所有的系统都会被调动，从体内能量代谢到肌肉运动，从激素到生物肽全都会发生改变。
信息素的释放就像一个危险的开关，越来越多的蝗虫被吸引过来，数量庞大的蝗虫大军悄然形成。


信息素对于蝗虫表型可塑性的影响
03
1874年7月的一个清晨，12岁的农场女孩莉莉一觉醒来，发现窗边的太阳并没有像往常一样出现，她好奇地望向窗边，只见天空笼罩在一片奇特的黑暗之中。
她后来回忆说，"太阳和大地之间出现了一道移动的灰绿色屏障"。
然后，有什么东西像冰雹一样从云中掉了下来，砸中了她家的房子、树木和篱笆。
这正是落基山岩蝗正在飞过她家的农场。
当蝗虫群落在房屋、田野和树木上时，天空放晴了，但真正的破坏开始了：蝗虫很快就吃光了田里的庄稼、树上的叶子、每一根草、羊身上的毛、马身上的马具、马车上的油漆和农具上的木柄，甚至是窗帘和晾晒的衣服。
农民能唯一能做的，就是冒险跑去盖住他们宝贵的水井，这是在蝗虫降临的时候，唯一能够保住的东西。
当时甚至有美国的农民无奈地调侃道，蝗虫"除了抵押贷款，什么都吃"。
这一次落基山飞蝗的迁徙事件对于美国影响深远，甚至后来有人把1874年称之为“蝗虫之年”。


1874年蝗灾所覆盖的面积
对于中国人来说，蝗灾是更加刻苦铭心的回忆。
根据统计，近代以前中国历史上大规模的蝗灾达到804次，平均3年就会发生一次，是全世界受蝗灾影响最大的区域。
不仅如此，蝗灾往往都是紧接旱灾而来，因为蝗虫喜欢把卵产在河岸两侧相对潮湿的土壤中，干旱不仅让蝗虫的食物短缺让个体之间聚集，还会导致河床大面积的裸露，为飞蝗们提供足够的繁殖地。
这样的结果，往往就是让农民们雪上加霜，妻离子散、易子而食的惨剧，不断在史书中上演。
蝗灾也与旱灾、水灾，并称中国古代三大自然灾害。


山西运城新绛稷益庙的明代壁画，上面就有当时人灭蝗的壁画
不管是中国古代的农民，还是当时美国西部的农民，对于蝗虫都是深入骨髓的痛恨，自然也尝试了当时能够想到的所有办法去试图扑灭飞蝗。
中国古代总结出了挖掘虫卵法、开沟陷杀法等方法，1874年的美国农民，很多人在自家田地里点火、引爆火药、用猎枪轰击蝗虫群，有时干脆用木板和农具向蝗虫狂轰滥炸。
当时的农民还发明了一种捕虫装置，在马车上安装一个涂抹了焦油的铁皮刮板，在马匹牵引下，在蝗虫出没的田地里来回前进，无数的蝗虫就会粘在刮板上掉落。


1874年当时农民发明的灭蝗装置
04
对于今天未曾经历过蝗灾的我们，可能会有一个疑问，蝗虫作为一种蛋白质丰富的食物，为什么不能派出生物大军，比如一大群鸭子去捕食蝗虫呢？
甚至更夸张点，吃虫子虽然听起来有点吓人，但发生蝗灾的时候既然已经没有食物的情况下，当时的人为啥不以蝗虫为食呢？
其实这样的尝试，在每一次蝗灾到来的时候都出现过。
甚至我国著名的皇帝唐太宗李世民，还曾经视察蝗灾时在臣民面前生吞蝗虫以表示灭蝗的决心。
1874年美国的这一次蝗灾，持续的时间很长，当时很多农民并不是完全就束手就擒，而是提前做了准备。
对于19世纪美国西部的农民来说，面对蝗虫之时他们也派出了大军，那就是火鸡。
火鸡是北美洲原产的家禽，体型巨大，食量惊人，在一定程度上确实减少了蝗虫的数量。
也正是由于飞蝗的出现，美国很多地区的农民逐渐形成了养火鸡群的习惯，美国吃火鸡的习俗也因为此次事件才逐步推广流行。


美国人确实曾经尝试过火鸡大军扑灭蝗灾
不仅是火鸡，当时很多美国农民同样愤怒地以蝗虫为食，当时甚至出现了蝗虫食谱。
但是很快，拓荒者们发现想把蝗虫吃干净这个方法太过于可笑了：
当时他们饲养的火鸡等家禽很多因不知节制地过度捕食而撑死，而吃了蝗虫肉的人也发生了呕吐、腹泻等中毒症状，人们只能放弃靠食用蝗虫这个念头了。
这是因为当蝗虫进入群居态之时，释放的信息素中有一种叫做苯乙腈的物质，这是一种嗅觉警戒化合物，它会在蝗虫体内进一步合成，形成剧毒的氢氰酸，蝗虫由此来防御天敌。
不仅如此，蝗虫还会把很多植物的有毒物质进行积累，就比如误食之后能够让人产生幻觉或者麻痹的天仙子，通过聚集的方式进一步增加自己的毒性。


天仙子含有多种生物碱，蝗虫可以啃食这种植物并把毒素积在体内
在这些有毒的蝗虫面前，人类彻底变得束手无策。
当时的美国农民只能把蝗虫的降临看作是一种天谴，是上帝对于当地人的惩罚。
在明尼苏达州，当地的农民甚至建立了一座蝗虫教堂，将蝗虫当作神明祭拜，希望瘟神可以早日离开。
但这一次的蝗灾尤其的惨烈，从1874年到1877年，落基山岩蝗席卷了北美州西部的大部分区域，直接造成经济损失高达2亿美元，而当时美国一年的GDP总量不过80亿左右。
在当时，有一位名叫阿尔伯特·蔡尔德（Albert Child）的业余气象爱好者，他恰巧在内布拉斯加州蝗群聚集的中心地区。
他根据气象学知识，大致测量了天空中蝗群覆盖区域的长、宽、高，进而估算出了此次蝗灾的规模。
据阿尔伯特的测算，当时有3.5万亿只蝗虫，重量足足高达2750万吨，蝗群的覆盖面积已大于加利福尼亚州总面积。根据吉尼斯世界纪录，这是有史以来推测的动物最集中的数量。
这一事件也以他的名字被命名为“阿尔伯特虫群”（Albert's swarm）。


根据“阿尔伯特虫群”（Albert's swarm）绘制的插画
但正如一句古话：“其兴也勃，其亡也忽”。
1877年，是这次大蝗灾最后的高峰，随后蝗群的规模就逐渐减少。到了20世纪，落基山岩蝗突然就在这个世界上消失，仿佛从未出现过一般。
1902年，人们在加拿大最后一次见到活体落基山岩蝗。
在此之后，人类再也没能见到落基山岩蝗。
2014年，国际自然保护联盟正式宣告落基山岩蝗灭绝。
由于落基山岩蝗的离奇灭绝，所以给人类留下了很多的谜团，比如它为何会在19世纪末突然爆发，又为何会突然灭绝，由于消失得太快，甚至连一个最基本的问题都困扰着人们，这些肆虐北美州的蝗虫，究竟是不是一个独立的物种？
就这样落基山岩蝗淡出了大众的视野，但总有些人，会在历史深处寻找它的踪迹。
而在其中，我们文章开头的那一位，为落基山岩蝗创作了歌剧剧本的洛克伍德正是其中的一员。
05
1986年，刚刚博士毕业的洛克伍德来到了怀俄明大学任教，而他主要研究的工作对象就是蝗虫。
昆虫学在当时美国生物学界属于冷门领域，即使在昆虫学中，蝗虫也都只是更边缘的研究目标。
可是洛克伍德很快就对蝗虫着了迷，尤其是对于1874年的蝗灾尤为感兴趣。


在野外考察的洛克伍德
在当时，学术界对于落基山岩蝗的短时间灭绝的直接原因，有着各种各样的解释，其中最主流的看法有三种：
第一种解释，由于当时的美国农民从种植玉米换种了冬小麦，在蝗虫迁徙之前就成熟收割让它们食物不足，最终导致落基山岩蝗灭绝。
洛克伍德很快就排除了这种可能性，或许短期的食物短缺确实可以减少蝗虫的数量，但与蝗灾重合的区域主要是在美国中西部，而这里不仅有农场，还有面积更为庞大的牧场。
蝗虫即使没有了农作物，还可以啃食牧草，仅仅因为更换农作物是没办法“饿死”所有的落基山岩蝗。
第二种解释，是有科学家认为落基山岩蝗的灭绝与北美洲小冰期的结束有关，从15世纪中期开始，全球开始出现了一次小冰期，一直到19世纪末人类工业革命之后结束。
在这个过程中，全球的平均气温要比今天略低，或许落基山岩蝗正是因无法适应气候变化而最终走向灭亡。
不过洛克伍德查阅了美国的气象资料，发现19世纪末美国中西部地区的气温回升幅度并不大，显然不足以导致落基山岩蝗这一强大物种的灭绝。
第三种解释，听起来就更加有些不靠谱了，有人注意到了落基山岩蝗的消失时间恰好和当地环境中另外一种重要的动物，美洲野牛的数量大幅度减少重合。
美洲野牛是美洲大陆上的标志性哺乳动物，曾拥有规模庞大的种群。随着人类的捕杀，仅仅一个世纪时间，美洲野牛的数量就从18世纪中期的6000万头，锐减至19世纪中期的大约1200头。
所以有人提出了或许正是因为美洲野牛的减少，导致了草原缺少了大型动物的粪便和踩踏，食物链也出现断裂，在一系列连锁反应之下导致了落基山岩蝗的灭绝。


美洲野牛，目前也是一种濒危物种，也是美洲最危险的动物之一
洛克伍德非常认真地研究了这一种理论，很快他又失望地否决了这种可能。
因为落基山岩蝗开始衰落的时候，美洲野牛的数量还很多，二者并没有非常明确的相关性。
退一步来说，即使有相关性，也并不意味着二者有因果性。
或许大平原上野牛确实会影响落基山岩蝗的栖息地环境，但同样不足以让落基山岩蝗在短时间消失。
经过研究，洛克伍德排除了当时所有关于落基山岩蝗灭绝的假说，问题似乎又回到了原点。
在经过了很长一段时间的思索之后，洛克伍德决定先去回答那个最基本的问题，那就是落基山岩蝗是否真的灭绝。
06
落基山岩蝗是北美洲已知的唯一会迁徙的蝗虫，但并不是唯一种类的蝗虫。
在当时，还是有很多学者并不相信这种数量如此庞大的生物，会在这么短时间内灭亡。
所以有人推测，或许落基山岩蝗并没有灭绝，它不过只是其他一些不会迁徙蝗虫的群居态类型而已。
这些大多数时候处于散居态的蝗虫并不起眼，所以人们无法将它们与曾经肆虐的落基山岩蝗联系在一起。
假如真的是这样，或许随着美国某一年气候的异常，产生了干旱天气，这些被熟视无睹的蝗虫，或许又会化身为落基山岩蝗卷土重来。
但很不幸，由于落基山岩蝗曾经有如此庞大的数量，以至于当时的人们根本没有保存它标本的兴趣和动机。
等到人类意识到它已经灭绝之时，全球保存的落基山岩蝗只有几百只了，大多数还因为保存不当而失去了科研价值。
此时的洛克伍德，不得不去扮演一名侦探，要从仅存的蛛丝马迹之中，寻找到关于落基山岩蝗真相。他必须要做的事情，就是回到“案发现场”去寻找线索。
虽然落基山岩蝗会在整个北美洲不断地迁徙飞行，但它最主要活动的区域还是在美国西部落基山山脉两侧的草原区域。
或许早在几千万年前，这些蝗虫就已经生活于此。
洛克伍德在寻找资料过程中发现，在一些非常古老的地质报告中，有些地质学家在附近勘探时，曾经在冰川上见到过蝗虫的尸体。
所以洛克伍德做出了一个大胆的决定，他要在落基山的冰川上寻找落基山岩蝗的残骸。
洛克伍德完全不确定这种方法是否行得通，他只能抱着试一试的心态，带着自己的学生来到落基山脉。
落基山脉从加拿大的西部，跨过边境穿越大平原直到美国西南部的新墨西哥州，绵延超过了4800千米，在这里寻找消失将近一百多年的物种，犹如大海捞针。
在开始的几年里，洛克伍德的努力似乎是徒劳的，他的团队来到了很多所谓的“蝗虫冰川”，也就是在旅游手册上宣传这里曾经有过蝗虫的踪迹。
没想到，在其中的一处冰川之中，还真的发现了蝗虫的踪影。
但他们很快就失望地发现，伴随着全球气候的变暖，很多冰川的冰层已经融化，里面保存的蝗虫已经严重腐烂，没有办法提取出有效的生物检材。
不过也就是在不断寻找的过程中，洛克伍德和他的学生逐渐练就了独特的能力，他们就像是昆虫法医，不断用发现的蝗虫残骸练手，锻炼自己的提取能力。
很快“蝗虫教授”的名号在整个怀俄明州的学术界传开了，也不断有热心的科学家提供新的线索。
1990年，在经过了四年多的寻找无果后，洛克伍德的一个地质学同事提醒他，就在怀俄明州的西面，靠近黄石国家公园的地方，这里的冰川保存得比较完整，他可以去那碰碰运气。


发现落基山岩蝗的冰川湖
洛克伍德不久之后来到了那里，他欣喜地发现，确实这里的冰川保存很完整。
经过了几个星期的努力，他们终于发现了蝗虫的尸体。
经过确认，这正是曾经的落基山岩蝗。
最终，洛克伍德的团队发现了130具保存完好的遗骸，每一个蝗虫尸体都被编号并干燥保存。
根据洛克伍德的推测，大约在1600年左右，当蝗群迁徙到此处时，有一些蝗虫被吹进山谷之中，其他的一些在降落到冰川之后因低温死去，冰川就此埋葬了它们。
伴随着寻找到落基山岩蝗的尸体，很多问题随即迎刃而解。
通过DNA分子的比较，确认了落基山岩蝗是一个独立的物种，而非其他蝗虫的特殊类型，这也正式标志着落基山岩蝗已经灭绝。
通过更深入的研究，洛克伍德给出了他的答案。导致落基山岩蝗爆发的原因和最终让它灭绝的原因，其实都是同一个，那就是人类的活动。
07
从18世纪末开始，大量的移民因为各种原因来到了美国，不断由东向西地寻找新的发展机会，这就是美国著名的“西进运动”。
原本属于印第安人的土地，被欧洲殖民者占据，曾经绵延千里的草地变成了带围栏的庄稼地。
原本拥有广大生存空间的落基山岩蝗，也不断在与人类接触过程中不断缩小自己的领地。蝗虫的迁徙习性本身是一种正常的自然现象，也是物种延续下去的一种努力。
根据史料，落基山岩蝗每一次造成的灾害，都与“西进运动”的进程有关。
第一次蝗灾，是在1819年左右发生在美洲的红河谷区域，尚且处于美国的中部地区，到了1855年左右的蝗灾，范围已经是在美国西海岸的地区了，到了1874的这次著名蝗灾，不仅仅美国西部是重灾区，范围也从靠近美国和加拿大的区域往南拓展到了靠近墨西哥的得克萨斯州了。
洛克伍德发现，虽然落基山岩蝗会为了生存到处迁徙，但它们对于产卵的环境要求非常严苛，产卵地点的土壤紧实度、含盐量和含水量都必须刚刚好，落基山岩蝗才会进行产卵。
所以它们尽管跑遍了北美洲，但在产卵期间还是会回到落基山山脉附近。
而就在20世纪初，伴随着美国西部发现了黄金，“西进运动”也来到了最高潮，不仅是矿工，还有很多农民同样来到了落基山山脉的河谷地区。
原本无人问津的土地，改造成农田，来养活蜂拥而至的矿工。于是，落基山岩蝗悄然产卵的地区，同样被人类所踏足。
伴随着农业种植，土地被翻动、踏平、火烧、水淹。根据当时的报告，曾经有农民在当地，每平方米就发现了大约10万只的蝗虫卵。数以万亿计的虫卵，就短时间就被清除。
不仅如此，伴随着人类的到来，也深刻地改变了这片区域的环境。
人类在这里种植杨树、苜蓿等原本并不存在的植物，即使有一些蝗虫能够侥幸孵化出来，也不得不去啃食陌生的植物。
正是在多种人类活动的综合影响下，落基山岩蝗成为了唯一一种被人类灭绝，被定义为害虫的生物。
或许，站在人类的事件，这样的害虫灭绝并不是一件坏事，自1902年之后，北美洲享受了上百年没有蝗灾的日子，也很快让美国成为了农业强国。
但一个在地球上生存了几千万年的物种，它的消失就真的值得庆祝吗？
作为当地食物链的底层，落基山岩蝗的消失同样导致了很多其他物种的减少乃至灭绝，就比如北美洲曾经生活过一种叫做爱斯基摩杓鹬（yù）的鸟类，它曾一度是北美洲数量最多的鸟类之一，而落基山岩蝗正是它的主要食物。
伴随着落基山岩蝗的消失和人类的活动，这种鸟类的数量也急剧下降，在1981年之后，人类就再也没见过这种鸟类了。
人类的到来，不仅仅是落基山岩蝗和爱斯基摩杓鹬受到影响，原本生活在这片区域的美洲野牛、河狸等动物，数量同样也大幅度减少，曾经热闹的荒野变得越来越无趣和单调。
假如我们站在更高一点的视野，如果物种不仅仅是一群可以延续基因的个体，而是一个持续的过程呢？
落基山岩蝗是一个巨大且非周期性的能量流，它们确实会毁灭很多区域，但将时间和空间尺度放长，它们何尝不是让能量进行转移的载体呢？
在很多经历过蝗灾的地区，蝗虫最终死去的尸体会成为土壤中的肥料，正如同山火在烧尽森林后，产生的灰烬滋养新一代植被一样，蝗灾也能带来新的气象，经历了蝗灾侥幸存活的植物，往往也有了更强的耐受性，这或许就是产生新变化的一种可能吧。
而落基山岩蝗的灭绝，让这样的可能性也不复存在了。
参考资料
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SanS三石

滴~绝版卡，打卡成功！楼主辛苦了，祝楼主：财源滚滚🧡，打卡时间：2024年07月15日 17:15:29

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