随着气候变暖 以农作物为食的飞蛾将蓬勃发展

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本世纪的气候变化将使世界上最昂贵的农业害虫之一小菜蛾全年繁衍,并在、欧洲和中国的大部分地区迅速发展出对杀虫剂的抗药性,这些地区以前每年冬天都会死亡。和中国研究人员的一项研究。

小菜蛾 Plutella xylostella 也被称为卷心菜蛾,每年对西兰花、花椰菜、卷心菜、羽衣甘蓝、芥末、萝卜、萝卜、豆瓣菜、抱子甘蓝和其他作物造成的损失已经超过 40 亿美元。它也是世界上最具抗药性的物种之一,据记载对至少 97 种杀虫剂具有抗药性。

在开放获取期刊《自然通讯》上发表的一项同类研究中,莱斯大学和中国农业科学院的研究人员结合了多年实验室和田间实验的结果、未来气候变暖情景的计算机模拟以及数十年前飞蛾研究的荟萃分析。

“有充分证据表明,气候变化正在改变物种的分布和范围,但挑战在于试图预测物种将去哪里,”该研究的合著者、莱斯大学生态学家、进化生物学家和生物科学教授沃尔克·鲁道夫说。 .

Rudolf 说,由共同主要作者 Chun-Sen Ma 和 Wei Zhang 领导的团队从实验室实验开始,旨在分离出一种特定机制,可用于准确预测小菜蛾的范围如何随着气候而进化改变。之前的实验已经发现个体飞蛾可以存活的最冷温度,但众所周知,飞蛾每年冬天都会在温度高得多的地方灭绝。鲁道夫说,实验室研究使该团队能够根据冬季低于临界阈值的每日累积低温来预测飞蛾可以在哪里“越冬”或全年生存,他们将这一指标称为“低温度数”。

“仅这个变量就可以预测超过 90% 的死亡率,这太疯狂了,”鲁道夫说。“你通常不会得到那么强的相关性。”

他说,这给了研究人员“一个简单的变量,它既与物种的生存在机制上有关,又很容易从过去的气候数据或未来的气候模型中计算出来”。

研究人员发现,过去 50 年的气候变化使小菜蛾的越冬范围增加了 925,000 多平方英里。他们还表明,全球平均气温每升高 1 摄氏度,飞蛾的越冬范围就会扩大约 850,000 平方英里。该研究称,目前的气候模型预测,在未来 100 至 150 年内,全球平均气温将上升 2 至 6 摄氏度。

鲁道夫说,越冬数据结合几十年来对小菜蛾农药抗性研究的荟萃分析,使该团队能够展示气候变化如何显着恶化、中国、和地中海部分地区进化出的农药抗性问题。目前是飞蛾的“边缘”越冬区域。

鲁道夫说:“我们关心越冬,因为如果它们能越冬并全年停留,那么农药抗性就会迅速演变。”

小菜蛾和许多其他作物害虫,如粘虫、飞虱、卷叶虫和某些种类的蚜虫在温暖地区越冬并每年迁徙,对不能越冬地区的作物造成重大损害。鲁道夫说,在这些物种不能越冬的地方,它们产生抗药性的速度较慢。

“因为他们总是来自其他地方重新殖民一个特定的地点,这些人很可能每年都来自不同的祖先,”他说。“所以你可以在季节内选择农药抗性,但跨季节的选择会被打断。”

研究人员对小菜蛾农药抗性的全球荟萃分析说明了这两种进化过程之间的关键差异:研究表明,越冬地点的平均农药抗性比非越冬地点高 158 倍。

扩展全年范围的双重打击和抗药性可能严重阻碍控制方面的努力,让小菜蛾的更快速发展飞蛾引起农民更大的经济损失,研究发现。

但该研究的作者表示,该研究也提供了一个机会,既可以作为研究类似作物害虫的模板,也可以作为设计和协调更有效控制工作的指南。

他们在研究中写道,这些发现可用于“在不断变化的世界中发展积极的害虫管理,降低控制成本并确保粮食安全,同时最大限度地减少对天敌和生态系统其他方面的影响”。“在实践中,我们的结果强调了调整害虫管理策略以适应不同地区冬季生存差异的重要性,以及在未来气候情景下这将如何变化。”

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