每年多达25%的全球粮食产量因昆虫，主要是甲虫而损失。在过去的5亿年里，甲虫成功地传播并适应了世界各地的生活，现在它是地球上五分之一的动物物种。然而，早在古埃及时期，这些坚韧的小虫子就已经入侵了谷仓，破坏了我们人类的庄稼，令我们苦恼不已。

现在粮食生产和大量使用杀虫剂密不可分。这些农药的很大一部分损害生物多样性、环境和人类健康。随着各种杀虫剂的逐步淘汰，需要新的解决方案来瞄准和消灭害虫，而不伤害人类或蜜蜂等有益昆虫。

这正是哥本哈根大学生物系研究人员正在研究的课题。作为在不久的将来开发出更多“生态”方法来对付有害昆虫的更广泛努力的一部分，研究人员已经发现了调节甲虫肾脏尿液形成的激素。

哥本哈根大学生物学系副教授Kenneth Veland Halberg解释说:“知道了是什么激素调节尿液的形成，我们就可以开发出一种与甲虫激素类似的化合物，这种激素可以导致甲虫产生大量尿液，从而导致甲虫脱水而死。

“虽然这看起来有点邪恶，但我们试图消灭破坏食品生产的害虫并不是什么新鲜事。我们只是试图用一种更聪明、更有针对性的方式来做这件事，比传统杀虫剂更能考虑周围环境因素。”

这项新研究，以及同样由Kenneth Veland Halberg主持的一项之前的研究，表明甲虫解决调节水分和盐分平衡的任务的方式与其他昆虫根本不同。昆虫生物学上的这一差异是一个重要的细节，当它们试图与某些物种对抗时，又不去打扰它们的邻居。

“现在的杀虫剂会进入昆虫体内，麻痹昆虫的神经系统。这种方法的问题在于，不同物种的昆虫的神经系统是非常相似的。使用这些杀虫剂导致蜜蜂和其他有益的田间昆虫死亡，并伤害其他生物，”Kenneth Veland Halberg解释说。

小心控制的水分平衡对甲虫的生存至关重要，这已不是什么秘密。事实上，古埃及人已经知道在粮仓里混合鹅卵石来对付这些害虫。石头刮掉了甲虫外骨骼的蜡质外层，蜡质有助于减少流体蒸发。

“尽管这些划痕偶尔会让甲虫的牙齿在鹅卵石上留下一些缺口，但埃及人还是发现，甲虫蜡层受损，使水分流失，最终导致一些甲虫死亡。然而，他们缺乏我们现在拥有的生理学知识，”Kenneth Veland Halberg说。

全世界使用的杀虫剂价值1000亿美元

杀虫剂取代了卵石。而且，它们的全球使用价值现在每年约为1000亿美元。但随着使用杀虫剂的规定变得更加严格，农民们对付害虫的选择越来越少。

“开发靶向和消灭害虫的化合物的动力是巨大的。粮食生产严重依赖农药。据估计，仅在欧洲，如果不使用杀虫剂，粮食产量就会下降50%。只要市场上有一种单一的、更有针对性的产品，野生动物和人类几乎马上就会有巨大的收益，”Kenneth Veland Halberg说。

但是，要开发新的化合物来对抗甲虫，除了其他的事情外，还需要化学家设计出一种类似甲虫激素的新分子。与此同时，这种化合物必须能够进入甲虫体内，要么通过它们的外骨骼，要么通过它们的食物进入。

“了解甲虫尿液的形成过程，对于未来开发出更有针对性、更环保的害虫控制措施是重要的一步。我们现在正在与蛋白质化学专家合作，他们可以帮助我们设计一种人工昆虫激素。但在任何一种新的虫害控制方式问世之前，还有很多工作要做。”

pNAS https://doi.org/10.1073/pnas.2023314118

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