白蚂蚁研究的现状及其发展前景
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录入:admin  www.qzbyw.com.cn   2009-5-25  人气:1120

白蚂蚁研究的现状及其发展前景

    等翅目 Isoptera昆虫(白蚁)是一类原始的社会性昆虫,具有复杂的品级分化和集群的巢居生活等,显示出等翅目昆虫在进化道路上获得了极其先进的特性,使之得以巨大的发展,这些进化的生物学特性在整个昆虫纲中都是少见的。但等翅目昆虫在昆虫分类系统上属于比较原始的低等类群,等翅目昆虫在进化道路上与蜚蠊近缘(黄远达,1999)。
    白蚁在地质历史上可能很早就已经出现了,但早期的原始白蚁化石尚未找到。现在找到了1亿3千万年前的白垩纪早期的白蚁化石。白蚁常与蚂蚁相混淆,两者同属社会性昆虫,但蚂蚁属于高等昆虫,与蜜蜂近缘,距今约仅7千万年的历史,因此白蚁是至今地球上最古老的社会性昆虫(李桂祥,2002)。
    目前白蚁的研究已经有很长的历史了,我国是防治白蚁历史最早的国家之一,早在公元前614年就有白蚁为害房屋以及公元214年白蚁为害堤坝的记述(李桂祥,2002)。但在旧社会,我国白蚁的防治工作十分落后,新中国成立后,白蚁防治重新得到重视,白蚁研究重新开始起步,经过几十年几代白蚁工作者的不懈努力,中国白蚁防治与研究工作得到长足进展。尤其是水利堤坝白蚁的研究成果已经在全国推广应用,然而我们也应该看到白蚁为害长期存在,白蚁防治与研究工作也需长期不懈努力。
    目前对白蚁研究的文献中,防治研究占47.5%;形态分类研究占8.7%;生物学及生态学研究占8.7%;检疫报导占7.8%;资源开发占5.9%;综述译文占5.1%;生理生化占4.4%。
1 国内国外白蚁防治的方法的概括和总结
1.1 物理屏障法 (Physical Barriers) 
    物理屏障法(程冬保,2004),即利用砂子、玄武岩石子颗粒、金属网、金属板、PVC板等物质作为物理屏障,防止白蚁进入建筑物内危害的方法。
1.1.1 不锈钢筛法(Stainless Steel Mesh) 
    Meshi Mesh是一家澳大利亚白蚁防治公司,该公司利用不锈钢网筛作为物理屏障,阻止白蚁进入室内。
1.1.2 颗粒屏障法(Aggregate Barriersor Graded Stone Barriers) 
    美国、加拿大、澳大利亚、德国的研究人员从1975年开始,先后以乳白蚁、散白蚁、土白蚁为研究对象,用各种类型的砂子、砂石进行防治实验,得出结果各有不同,但有效颗粒大小范围大多在1-3mm之间。
1.1.3 防护板法(Sheeting)
    利用金属板或PVC墙基、柱墩等部位,将建筑物上部与地基隔开,利用金属板(或PVC板)的密封性、承压性、耐腐性阻止白蚁进入建筑物内。
1.1.4 防水膜法(Membrane Barriers) 
    利用粘贴型沥青薄膜或填埋型橡胶沥青薄膜等防水膜,贴于外墙墙基,防止白蚁穿透进入室内危害,此法在加拿大多伦多市已有运用。
1.2 物理处理法 (Physical Treatments) 
    物理处理法(程冬保,2004),利用高温、低温、高电压等物理手段来防治白蚁的方法。
1.2.1 热处理法(Thermal Pest Eradication, TPE or Heat)
    该法用热量杀死建筑木材中的木白蚁,一般用于局部处理。
1.2.2 冷冻处理法(Freezingor Cold) 
    该法运用液态氮将白蚁危害区域温度降到-29℃,以冻死干木白蚁,作用时间为30min。技术关键是保持住致死温度。
1.2.3 电处理法(Electricityor Electrocution) 
    该法利用电枪处理有干木白蚁的木材,电枪能释放90000V高压、60000Hz高频的低强度(约0.5A)电流,将木材内白蚁杀死。
1.2.4 微波处理法(Microwaves) 
    将多个微波发生器对着有白蚁的墙面,利用遥控开关控制微波发生器,由微波产生的热量来杀死干木白蚁。
1.3 化学处理法(Chenical Treatments)  
    凡在防治白蚁过程中,使用化学物质杀死白蚁的方法都属于化学处理法(嵇保中等,2002)。以前国外普遍使用砷制剂、氯丹、灭蚁灵、DDT、有机磷等高毒性杀蚁剂,此类农药对环境破坏性很大,对人类生存造成很大的威胁,因此,国外很早就已经将此类药物淘汰(肯尼斯格雷斯,2000)。国外的科学家目前把精力全部放在高效低毒,对环境友好的杀虫剂,尤其注重生物杀虫剂的研究。国内的白蚁专家也都纷纷转向于高效低毒,对环境友好的杀虫剂或生物杀虫剂的开发研究(刘晓燕等,2002)。如吡虫啉(卢川川,韦昌华,2000)、氟虫腈(朱勇,1999)、氟铃脲(王问学,2000)、双氧威(宋晓钢等,1998)、Bt、白僵菌、绿僵菌等(陈红梅,1999)。
1.3.1 化学屏障法或地基处理法(Chemical Barriersor Soil Termiticide Injection) 
    这种方法大多用于预防白蚁,国内已有广泛应用,只是药剂或施工工具上有些差别。
1.3.2 化学熏蒸法(Chemical Fumigation or Tenting) 
    这种方法用于干木白蚁的灭治,适用于整个建筑。
1.3.3 诱饵法(Baits Baiting or Bait Systems) 
    即在白蚁喜食的饵料中加入低剂量缓效的药物制成诱饵,白蚁个体取食后返回蚁巢,有毒物质会通过食物传给其他巢内成员。它是防治白蚁重要手段之一,它无需向有白蚁危害场所大量喷洒药剂,而是用饵料把白蚁引诱出来,因饵料中添加有药物,白蚁食后中毒而死.由于药物的高效,消灭一巢仅需1g以下的用量,因此在环境保护日益受到关注的今天,诱杀法防治白蚁受到发达国家的重视。我国对此项研究也十分重视,目前有许多白蚁学者都将目光放在这里。
1.3.4 TTR技术  
    TTR技术是由加拿大多伦多大学林学系Myle教授发明,该技术全称为Trap Treat Release (诱集-处理-释放)。
1.3.5 木材预防处理(Wood Preservative Treatmentsor Treated Lumger)
    在美国市场上,有大量经过化学药物处理的木材供应,通常处理木材的药物有DOT、ACZA、CCA。通常处理方法有涂刷、浸泡、表面喷雾处理等。经过预防处理的木材可以有效地防止白蚁及其他害虫的蛀蚀。
1.4 生物防治(Bio-control) 
    生物防治即用病原生物,如病毒、细菌、原生动物、线虫、多种真菌及昆虫生长调节剂,对白蚁进行防治的技术,其优点是不必大量使用污染环境的化学物质。各国学者做了大量的研究,部分结果在实验室内效果明显,但在野外可能是因环境的变化(杂菌等因素的影响),实验效果不好。近期研究表明,两种真菌球孢白僵菌(Beauveriabassiana)和绿僵菌(Metarhizimanisopliae),用于引诱防治时,至少对某些地栖白蚁已获得有希望的效果。绿僵菌可以导致白蚁生病,并通过白蚁的交哺、肛饲、舐刷行为(张健华等,2003)加大传染力度。但一些早期的研究揭示,白蚁群体对中毒的白蚁个体有攻击行为,一旦群体中发现中毒者,白蚁开始来回运动,发出报警行为(信号),当群体处于危险时,这种行为经常出现,带菌者可能被攻击、撕碎或被活埋。目前应用这两种真菌防治白蚁还处于研究阶段,仍有一些问题有待于探讨。当前以植物源杀虫剂为主要研究领域之一,例如香跟草精油(vetiver oil)、努卡酮(nootkatone)(Ganapaty and Thomas,2004)、印楝素(卢川川,1993)以及一些其它的植物源杀虫剂,它们对白蚁的趋避性及毒性,且对环境友好,对人畜无害,是目前大力提倡的,目前国外从事这方面的研究人员较多,而国内从事这方面的人员较少。
2 白蚁行为学及生理方面的研究现状及进展
    白蚁跟踪信息素的研究是目前比较活跃的领域,它对于白蚁的诱集与防治有着十分好的应用前景,因此此类跟踪信息素愈来愈受到国内外的研究者的重视。使用信息素防治害虫具有高效、无毒、无污染、不伤益虫等优点,因此对于土白蚁这种危害性很大的害虫,采用信息素防治具有很大的应用前景。目前国内对于白蚁信息素的研究,主要是利用信息素粗提物(佘春仁等,1999),无法满足大规模实际应用的要求。Tai等早在1971年, 在研究南方地下散白蚁Reticulitermes virginicus踪迹信息素时,就首先报道了一种踪迹信息素类似物(Z,Z)- 3,6 十二碳二烯醇-1(DDE-OH),具有与天然信息素(Z,Z,E) 3,6,8 十二碳三烯醇(DTE-OH)(Smith,1979)几乎相同的活性,但却更加稳定和容易合成,并初步提出利用该类似物的构想,因此为人类利用跟踪信息素类似物诱集防治白蚁提供了广阔的前景。
    目前,对社会昆虫中存在的交哺行为已做了较多的定性描述与研究,已基本确定工蚁是白蚁群体中的营养供应者,兵蚁和幼蚁是依赖于工蚁的喂食。大龄工蚁承担着群体中的主要营养食物的供应,兵蚁在家白蚁群体占据着较重要的地位,享受着营养物质优先供应的特殊权利。
    在两种白蚁之间的入侵关系的研究中发现,自然界中不可能出现此两种白蚁群体的偶然性融合,外来的白蚁很可能在其群体建立的地区占据优势。
    有关白蚁巢体内存在各种螨类、线虫等共生种类,目前的研究表明,这些共生种类对白蚁的生存有着密不可分的关系,此项研究已经引起很多科学家的重视。众所周知,白蚁体内存在原生动物,它们可以分解白蚁取食的木纤维转化为能量并提供给白蚁,它们与白蚁也共生的关系。
3 白蚁分类学研究进展
    白蚁分类学是白蚁研究的基础,全世界已知白蚁7个科,分别是澳白蚁科( Mastotermitidae)、草白蚁科(Hodotermitidae)、木白蚁科( Kalotermitidae)、鼻白蚁科( Rhinotermitidae)、齿白蚁科(Serritermitidae)、白蚁科(Termitidae)、原白蚁科(Termopsidae),种类约有3000种,绝大多数分布在赤道两旁(戴华国等,2004)。由于每年都有一定的新种报道,因此它的种类和数量在不断地增加,所以有必要完善白蚁的分类体系。昆虫分类通常采用成虫的形态,而白蚁属于多形态昆虫,成熟个体有不同的品级区分,同种白蚁其不同品级各异,但在分类上通常采用兵蚁的形态。白蚁成虫在1年中出现的时间很短,采集困难,且因成虫属原始型,各类形态均保持许多统一的原始特征,通常难以用于白蚁分类。兵蚁属蜕变型,其头部坚硬,并且为适应各种防卫方法,头部的形态有各种变异,因此,即使不是专门的研究者,根据兵蚁也可在形态方面进行大致的分类。但是完全根据兵蚁的形态来分类有时是不能够令人信服的,特别是在一些相近的种类。利用白蚁的消化道可以鉴别白蚁的种类科学家已经对若干个种类的白蚁消化道进行了解剖,然后进行比较其内部构造的细微差别,以便用来鉴别白蚁种类。但是根据消化道形态, 非洲顶白蚁亚科的分类只能区分到属,难以区分到种(张方耀a,1994)。采用传统的形态分类方法,其种间变异尚能观察到,而种内的变异就很难区分。因此,明确地区种类有一定的难度。但目前多数情况下以形态作为分种的依据尚有一定的局限性,故必须进一步探讨白蚁分种的有效方法。
    利用表皮碳氢化合物进行白蚁分类。白蚁根据对方体表的碳氢化合物不仅可以识别其它种类的昆虫,对同种其它巢穴的个体也能加以区别,所以可以把它称之为“同胞识别物质”(戴华国等,2004)。因此可将白蚁通过体表碳氢化合物的组成区分本种和异种的能力应用于白蚁种的分类。体表碳氢化合物的分析不仅对于世界上多数白蚁种类,即使对难以分种的白蚁类群也很有效。但是,对体表碳氢化合物的分析必须具备相关的分析仪器,进行研究时需要一定的条件。目前浙江大学的白蚁学者对白蚁翅鳞表面微刻点进行扫描电镜观察(张方耀b,1994),各个种类的白蚁其翅鳞表面微刻点可以用来白蚁种类的鉴定。
4 有关白蚁的其它一些研究
    我们知道白蚁食品自古以来就是上等的佳肴,其味道鲜美可口,且营养丰富,国外有很多国家的人都有食白蚁的习惯,非洲人每当白蚁纷飞时便全家出动,灯光诱集白蚁或做成白蚁酱泥或就地烹炸成香美的美味。黑翅土白蚁(Odontotermes formosanus Shiraki)经现代研究发现,含丰富的氨基酸、不饱和脂肪酸、多肽类、酚类、有机酸类、糖类、甾体或三萜类、挥发油或油脂类等成分和多种微量元素(薛德钧等,2003)。其中有许多的微量元素只有海洋生物才有,陆地生物少有。其含量比例于人体惊人的相似,因此白蚁是非常好的营养品,不但可以滋阴补肾,补血且可延缓衰老(王焕秀等,2003)。此项研究国外进行的较多,国内江西中医学院的老师们研究的较多。目前研究的重点是白蚁的什么成分或存在哪些活性基团是使其具有此功能,此研究需进一步进行。
    综上所述,白蚁学研究已经经历了很长的一段历史,各个方面的研究都有了相当好的基础,近年来,随着生命科学、信息科学的发展,为白蚁学研究注入了新的活力,白蚁学研究必将有更大发展,更深入的研究,白蚁学研究也必将会为人类做出更大的贡献。
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