优生学和生育控制

一些控制策略是通过改变害虫的基因组成和/或降低其繁殖潜力来抑制害虫种群。作为一个群体,这些策略通常被称为基因控制,因为它们影响了害虫代代相传的遗传物质(DNA)的准确性或效率。遗传控制通常以两种方式中的一种起作用:要么引起(诱导)生殖不育,要么在害虫种群的遗传组成中加入新的潜在有害基因(或等位基因)。实际上,某种害虫的某些成员会转化为生物定时炸弹,最终毁灭其同类中的其他成员。由于这些策略具有自我毁灭的性质,它们有时被称为自动控制

昆虫可以通过暴露于某些化学药剂(化学绝育剂)或非致命水平的电离辐射(x射线或伽马射线)来消毒。化学杀菌剂实际上是一种化学控制形式。它们通常通过阻止性成熟的开始,通过抑制卵子和/或精子的产生,或者通过破坏染色体来发挥作用。这些化合物将在上一节中详细介绍semiochemical杀虫剂。

暴露于辐射也损害染色体(通常通过破裂或突变)。由于染色体受损的细胞不能正常划分,因此它们不会形成正常的配子或产生可行的后代。虽然每个昆虫物种的易感性是不同的,但在适当的发育阶段(通常为蛹)施用适当剂量的辐射可以常常诱导无菌而不会导致其他有害的副作用。无菌的个体,大量饲养并释放到环境中,可以与“正常”个体交配,但它们不会产生可行的后代。释放的无菌细胞越多,可能会发生越“正常”的果实。
The effects of radiation on insect development was first studied in 1916, but this knowledge was not put to practical use until the 1930’s when E. F. Knipling suggested that it might be possible to suppress pest populations by flooding the environment with large numbers of males that had been rendered infertile by irradiation. By maintaining a constant population of sterile males that was large in comparison to the number of virgin females, Knipling calculated that the number of “normal” matings would decrease each generation until the population was forced into extinction.

见不育的男性数学

膝关节的无菌男性技术的第一个大规模试验于1954年在Curaçao岛上进行了危机,Cochliomyia hominovorax,一种家畜的双翅类害虫。仅仅13周之后(蝇类繁衍了4到5代),并释放了近100万只不育的雄性螺旋蝇,螺旋蝇种群就从这个加勒比小岛上完全消失了。更多关于
钉的苍蝇的幼虫
尼普林第一个项目的巨大成功导致了美国东南部和西南部更大的螺旋蝇消灭计划,并引起了人们对用于消灭其他害虫的不育雄性技术的强烈兴趣,包括地中海果蝇(Ceratitis Capitata.)、棉铃象鼻虫(antononomus grandis.),喇叭苍蝇(Haematobia irritans)、采采蝇(舌蝇)、粉棉铃虫(Pectinophora杀虫剂进行)和幼蛾(Cydia pomonella.).

总的来说,雄性不育技术取得的成绩参差不齐。除了个别的成功,没有其他根除计划比得上螺旋蝇项目的杰出表现。从理论的角度来看,使用不育雄性是非常有吸引力的,因为它是无污染的,物种特异性的,并且随着目标种群的减少变得更加有效。但在实践中,除非害虫种群符合以下标准,否则这项技术根本不起作用:

  1. 容易批量生产。除非能够以相对较低的成本生产大量昆虫,否则甚至不能考虑无菌昆虫释放计划。
  2. 雌性只交配一次。这种特征在昆虫中并不常见,但它对于不育雄性技术的成功非常重要,因为多次交配只会增加雌性从可育雄性获得精子的概率。
  3. 雄性可以绝育而不会丧失竞争活力。不育的雄性必须能够成功地与正常(可育)雄性竞争配偶。不育的雄性必须在生理和行为上与正常雄性相同。
  4. 初始人口低。害虫的数量必须足够小,这样最初释放的不育雄虫数量就会超过正常雄虫的数量。在某些情况下,可采用其他控制策略将初始种群减少到实际水平。
  5. 受限制的地理范围。不育的雄性必须分散到活动范围的各个地方。小的、局部的人口比大的、分散的人口更容易控制。

在过去几年中,遗传学家已经开始设计通过改变DNA或通过将新的基因或等位基因添加到害虫群体的遗传构成中来设计新的遗传控制策略。这些新策略中的大多数仍未在现场应用中未经测试,但他们确实为未来提供了有趣的可能性。一种这种方法涉及培育遗传物种的繁殖成员,这些物种被遗传地改变,以使它们更容易受到寒冷的冬季(或炎热的夏季)温度。这种类型的遗传性状被称为条件致命突变;仅在极端环境条件引发时才会导致死亡率。基因改变的个体被大规模饲养,释放到环境中,并允许与其物种的其他成员繁殖。希望,在“载体”被冷(或热)温度杀死之前,突变将在整个害虫群中传播。

另一个有前途的方法是细胞质不相容。尽管昆虫缺乏免疫系统,但一些物种确实有不同的“菌株”,它们在生殖上是不相容的:一个菌株的卵细胞浆可能含有阻碍或抑制来自另一个菌株的精子的物质。通过大量饲养和释放这些“不相容”的昆虫,也许有一天可以消灭一个害虫种群,用一个更“良性”的品种取代它。

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