如果您曾感到过棕尾蛾皮疹那种熟悉的瘙痒,见过被感染的铁杉的灰绿色叶,或看过啄木鸟钻进白蜡树寻找藏在树皮下的食物,那么您就体验过非本地害虫的毁灭性影响。
棕尾蛾、铁杉毛蚜和翡翠灰螟只是对缅因州公共卫生、经济和生态景观造成严重破坏的众多害虫中的三种。
缅因大学昆虫学助理教授安吉拉·梅奇 (Angela Mech) 是森林昆虫研究专家,尤其擅长研究入侵昆虫。
“当谈到入侵北美的非本土昆虫时,第一次发现某种东西时,我们这些在现场工作的人都会屏住呼吸,因为我们不知道它是否会成为下一个翡翠灰螟、下一个棕尾蛾或下一个真正糟糕的事情,”梅奇说。
自 2016 年担任华盛顿大学博士后研究员以来,梅奇一直在努力预测这些入侵者中哪些可能引发下一次生态灾难。“为什么有些物种会做所有这些坏事?但大多数物种却不会?”梅奇问道,她提出了与最初让这个团队走到一起的同一个问题。
这个问题启发了 Mech 和她的同事们开发一种工具,用于预测外来昆虫引入某个地区可能造成的风险。它的名字恰如其分地被称为害虫预测器。
i-Tree 害虫预测工具是Mech 和来自美国各地机构的同事们七年辛勤工作的成果。
它于 2023 年秋季启动,使用由假设确定的输入数据来预测非本土昆虫成为高影响害虫的可能性。它由 i-Tree 托管,i-Tree 是林务局的一款同行评审软件套件,提供城市和农村林业分析和效益评估工具。
为了创建该工具,研究人员收集了可能影响非本土昆虫重塑森林能力的因素。研究人员分别评估了昆虫的特性、北美寄主树的特性、昆虫进化史和树木进化史,然后将其组合成一个模型,该模型可以预测特定昆虫对每种北美树种造成的风险。
“我们必须收集所有这些数据来验证这些假设,”梅奇说。“我们的结论是,就像每个食谱一样,有多种成分,因此没有单一的答案。这实际上是多种因素。有时它确实与宿主有关,然后它也与进化史有关。关键是要让这些东西以正确的方式排列起来。这是毁灭的秘诀。”
内森·哈维尔是林务局北方研究站的昆虫学家,也是害虫预测器的主要开发者之一。哈维尔在该机构的入侵物种部门工作,专注于研究影响树木和森林生态系统的害虫。他主要关注遗传学和进化生物学,研究新害虫以进一步了解它们的来源以及可能阻止其传播的天敌。
目前,哈维尔正在收集大约 70 种非本土昆虫的信息。他打算将这些信息输入模型,以帮助确定是否有可能成为具有重大影响的害虫。
“通常,当一种非本土昆虫被引入,并作为害虫出现时,人们会忙着弄清楚它是什么以及它来自哪里。当我们试图弄清这些基本信息时,这种害虫正在毁坏树木,”哈维尔说。
“如果我们能够将精力集中在特定的昆虫群体上,并在它们到达之前对其进行研究,那么我们就可以减少一些时间,以找出这些基本要素。这确实是我所看到的这个工具的好处:能够集中研究,并更有效地研究那些更有可能成为超级入侵者的昆虫。”
哈维尔还指出,使用此类工具可以形成更高效、更经济的害虫消灭工作流程。
“我们常常措手不及,等我们意识到入侵昆虫是一种严重的害虫时,它已经蔓延得如此之广,以至于根除它们真的很难。如果我们能及早认识和了解害虫是什么,并能及早识别和发现它们,那么我们就有可能在它们蔓延并成为普遍存在的害虫之前将其根除,”哈维尔说。
Mech 和 Havill 都将此工具视为他们日常被动工作的主动解决方案。由于该工具能够帮助预测下一次生态灾难,他们的下一步是传播该工具并与世界各地的研究人员建立联系,以确定该工具如何在他们自己的国家产生影响。