生物防制(biocontrol)是通过利用某种生物或其代谢物来消灭另一种有害生物的防制措施。该措施并不是一种新的防制手段,早在19世纪初期,就有通过在水中放养柳条鱼(Gambusia affimis)来捕食水体中孳生孑孓的事例。近年来,可能是由于滥用杀虫剂,导致杀虫剂的污染越来越重,加之媒介昆虫抗药性的逐渐增强,使得生物防制的研究有一种逐渐加强的趋势。这一防制手段越来越受到世界卫生组织相关机构的重视,特别是得到医学昆虫学界的关注。
在采用生物防制措施以前,既要充分考虑到媒介昆虫生态学和种群动态的变化情况,还应考虑所要释放或放养天敌的生物学特性及天敌对目标生物与非目标生物产生的影响和自身数量变化、存活情况等。在自然界中,媒介昆虫和它的天敌或捕食者、寄生物与宿主之间是相互制约的,并保持一定的动态平衡。若没有其他干扰因素,天敌减少媒介昆虫则相应增多;反之,天敌增多媒介昆虫相应减少,但最终媒介昆虫和它的天敌之间将要达到一个稳定的状态,相对平衡。而生物防制就是要打破形成的这种相对平衡,通过增加天敌的种类和(或)数量,从而遏制媒介昆虫的数量,来达到降低媒介昆虫危害的目的。但对于病原体而言,则相当于是一种生物杀虫剂(biocide),如虹色病毒(Iridescent Virus)感染库蠓后可使幼虫不能存活。
增加天敌的数量一般采用两种方法:①从外地引入新的天敌,来增加当地天敌的种类,改变当地生物群落的结构。如上面所述水体中放养柳条鱼捕食水体中孳生的孑孓即是应用此种方法。②增加原有天敌的数量,然后在媒介昆虫的孳生地和活动场所释放,从而能够降低媒介昆虫的数量,抑制其增长的趋势。如有些地区螟虫的危害,可以通过释放大量的赤眼蜂来达到有效的防制目的。通过这种方法来达到生物防制的目的在农业上是最常用的。
目前生物防制主要在蚊类方面应用较多,同时蚊类的生物防制也代表了生物防制在其他方面的研究水平和现状。现在用于媒介昆虫生物防制的生物主要有两类。
(一)捕食性生物
捕食性生物在这里指的是医学昆虫的天敌,主要是利用天敌捕食或吞食有害生物来达到有效防制目的。如前面所说的通过在水体中放柳条鱼来达到对蚊的幼虫的防制,还有蝙蝠对成蚊的捕食,蝇虎、巨螯螨对家蝇或其卵及幼虫的捕食。这里的柳条鱼、蝙蝠、蝇虎、巨螯螨等均属于捕食性生物。捕食性生物的食性相当广泛,并没有专一性。目前发现捕食性生物的种类很多,但能够实际推广利用的却很少,如研究证明有200多种鱼类可以吞食蚊幼虫,但能够真正推广利用的只有少数种类。
(二)昆虫致病体
昆虫致病体包括寄生性生物和病原微生物,主要有线虫、细菌、真菌、病毒等。
线虫中以索虫科(Mermithidae)线虫为代表,其中有许多寄生于水生双翅目昆虫,如蚊类。而索虫科线虫中的罗索虫属(Romanomermis)在生物防制方面最有前景,以其中的灭蚊罗索虫为例,现在已经对灭蚊罗索虫的生活史有了非常深入的研究,在实验室里以五带库蚊(Culex quinquefasciatus,又名致倦库蚊,Culex pipiens fatigans)作为其人工培养的宿主。研究发现灭蚊罗索虫不仅对人畜安全,而且对非目标生物也无副作用。同时发现盐度对它的寄生有限制作用,NaCl的浓度在0.015~0.03mol/L时,就会大大地降低其寄生能力。释放灭蚊罗索虫,可以将其寄生前期的幼虫与沙混合后撒布或将其在地面和空中进行喷洒。
细菌作为昆虫致病体,应以球形芽胞杆菌和苏云金杆菌血清型H-14为代表。球形芽胞杆菌是一种产芽胞菌,分布广泛,多存在于水土系统中,可以分为杀虫菌株和非杀虫菌株。一般球形芽胞杆菌对哺乳动物是无毒性的,尽管其杀蚊谱较窄,但是效用持续时间长。通常来说,敏感性最强的是库蚊,其次是按蚊,而伊蚊多不敏感。其杀虫机制尚未弄清,就1593、2297等杀虫菌株的研究,有迹象表明,球形芽胞杆菌在蚊幼虫肠道产生原毒素(protoxin),而后活化为毒素。苏云金杆菌血清型H-14也是一种产芽胞菌,一般可分为若干个血清型,甚至有的还可再分为若干亚型(subtypes)。苏云金杆菌血清型H-14仅是一种制剂,对人畜及非目标生物无不良影响,主要用于对蚊、蚋的生物防制。其作用机制主要是它的芽胞产生有毒蛋白质(5-内毒素)的伴胞体,当其被目标生物食入时,会使目标生物的肠道表皮被破坏脱落,最终导致其死亡。
真菌在各类医学昆虫中寄生种类较多,就现有研究资料来看,蚊体内寄生的真菌种类最多,其中有大链壶菌(L.giganteum)、绿僵菌(Metarrhizium anisopliae)及蚊菌属(Culicinomyces)等。此外,虻菌(Tabanomyces)可以寄生在虻类,杀蚊虫霉(F.culicis)可以在蚊类寄生,森林芽胞杆菌(Bacillus moritai)也对家蝇有一定的控制作用。
病毒也是一种重要的昆虫致病体,在医学昆虫防制中也有大量应用,如从库蠓体内分离出奥柔普西热(oropouche fever)病毒、多种蚊的体内分离出乙脑(epidemic encephalitis B)病毒等,并发现虹色病毒可以使库蠓幼虫死亡,起到一定的生物防制效果,但从病毒作为昆虫致病体的角度来看,其在生物防制中没有得到很广泛的应用。
另外,在一些媒介昆虫如蠓、蚋、蝇等体内还发现有一些原虫寄生,但对其没有致病性。
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