昆虫信息素是昆虫所分泌的能引诱同种异性个体进行交尾的微量化学物质,它是物种特定的通讯系统。
定义
昆虫信息素是昆虫之间起化学通讯作用的化合物的统称,用来表示聚集、觅食、交配、警戒等各种信息,是昆虫交流的化学分子语言。
特点
每种
信息素都有特定的立体化学结构,具有高度的
专一性;
功能
包括
引诱(诱获)、
刺激、促进或
抑制取食、
产卵、
交配、
集合、
报警、
防御等功能。
另外,动物中的一种欺骗性捕食行为也与它有关,如有种
蜘蛛能分泌一种与性外激素相似的物质,诱使相应的昆虫自投罗网。
也有一种是从植物体内提取的内源素(即诱获信息素,类似于植物体内分泌的害虫喜欢吸食的一种植物体液——诱获),害虫感应到这种气味而靠近吸食。
产生
一般由雌蛾腹部末端的第八、九腹节的节间膜内的一个腺产生,这种物质由昆虫分泌后,即分散在空气中,随空气的流动而分布到各处。异性昆虫的触角受到这种物质的刺激,即产生感应。已知的
性信息素已有许多种,例如蚕蛾中分离的性信息素(10E,12Z)–16:OH(见结构式a),简称蚕蛾醇;
棉红铃虫的性信息素(7Z,11Z)-16:OAc(b)和(7Z,11E)-16:OAc(c),式中Ac为乙酰。有的昆虫,例如
谷斑皮蠹的性信息素(d、e、f、g)同时有几何异构和手征性构型。有的昆虫,例如雄美丽灯蛾的体内存在手征性构型的性信息素(h),雌的美丽灯蛾却有几何异构的性信息素(i、j)。
信息素在昆虫中的含量极微,又往往是复杂的混合物,近年来应用摘取雌蛾
性信息素腺体和气相色谱–质谱检测等方法,可以避免耗用大量的昆虫进行分离和鉴定。
应用领域
截至
1990年,已有
50余种人工合成的昆虫信息素商品化,用于虫情测报。其中多数是性引诱素(sex pheromone)。
目前在农业生产上,对于害虫的基本防治手段主要还是依赖于化学农药,但是长期无节制地使用化学农药带来了许多副作用。一是害虫抗药性的产生,致使用药量和用药浓度不断增加,成本逐年提高,防治日益困难;二是破坏生态平衡,在防治害虫的同时,大量天敌被杀伤,造成次要性害虫的猖獗为害;三是污染环境,大量农药残留于农作物、土壤和江河湖海中,又通过食物链的形式富集于人体,对人类造成再次危害。
因此,目前国内外有关研究部门均在努力探索和研究害虫防治的新途径、新技术,这些研究包括:新型、高效、环保、低毒、低残留的
化学杀虫剂的研制;
天敌昆虫和
微生物农药的利用;昆虫绝育技术和昆虫激素的应用;其中,利用昆虫激素,特别是利用
昆虫性信息素进行害虫防治的研究正日益受到人们的关注和重视。
分类
包括:利它素、利己素、协同素、集合信息素、追踪信息素、告警信息素、
疏散信息素、性信息素。在自然界中,害虫雌成虫在性成熟后,会释放一种叫性信息素的化合物, 它释放至空气中后随气流扩散,刺激雄虫触角中的化学感觉器官,引起雄性个体性冲动及引诱雄虫向释放源定向飞行,并与释放雌成虫交配以繁衍后代。因此,
昆虫性诱剂产品是仿生高科技产品,通过诱芯释放人工合成的性信息素。
种类介绍
昆虫追迹信息素
多数为蚁类所分泌,它们用这种物质标记路线,使其他的蚁按原路找到合适的食物。被霉菌腐烂的木头所产生的一种物质能引诱东方地下白蚁,并已证明为东方或南方地下白蚁追迹信息素,其结构为3Z,6Z,8E-12:OH。许多昆虫的性信息素都有专一性,而追迹信息素无专一性。
昆虫告警信息素
昆虫在受到惊扰时放出的告警信息素。有一种斑点紫苜蓿蚜虫,当受到“敌人”侵袭时,立即释放出一小滴液体,使附近的蚜虫停止进食而离去。该液体物质经证明为一种倍半萜,是一种高度不稳定的
烃。
昆虫产卵信息素
有一种苹果蝇在果子上产卵后,用其信息素加记号于果子表面。阻止其他雌虫在该果子上产卵。如果用这种信息素喷洒在果园中,能达到防治害虫的目的。另有一种从
淡色库蚊的卵块表面一层物质中分离出的产卵引诱信息素,该信息素是δ内酯化合物。
作用
昆虫性信息素是调控昆虫雌雄吸引行为的化合物,既敏感又专一,作用距离远,诱惑力强。
性诱剂是模拟自然界的昆虫性信息素,通过释放器释放到田间来诱杀异性害虫的仿生高科技产品。该技术诱杀害虫不接触植物和农产品,没有农药残留之忧,是现代农业生态防治害虫的首选方法之一。
昆虫性信息素作为同种异性昆虫之间生殖阶段的化学通讯工具,其化学结构的高度复杂性和特殊性是昆虫种间生殖隔离的重要保证,因此,不同昆虫之间的性信息素相互不能替代,也不会引起混淆,这在昆虫的区域性调查、植物检疫以及诱杀防治等方面具有较大的实用价值。
昆虫信息素的合成途径