怀俄明州黄石国家公园小径和科罗拉多州阿斯彭周围滑雪道上的松树林，大片呈红褐色，主宰着这片景观。这种不祥的颜色，如今已是落基山脉的标志，并非来自火灾或某种外来疾病，而是来自一种比米粒还小的昆虫——树皮甲虫。
北美林业专家几个世纪以来一直在追踪入侵性树皮甲虫，但在过去的 15 年里，它们的数量呈爆炸式增长。据森林服务局称，这些甲虫现在以前所未有的速度摧毁树木，甚至整个森林；2010 年，它们在美国西部地区肆虐了 920 万英亩森林，是火灾破坏面积的三倍。在不列颠哥伦比亚省，过去十年的破坏面积比佛罗里达州还要大。
直到最近，土地所有者几乎无能为力来保护哪怕是一小片森林免受树皮甲虫的侵害。但在经过半个世纪的侦破工作后，一小群科学家们提出了一种新颖且出乎意料的有效防御手段：劫持甲虫的嗅觉。
与蚂蚁和蜜蜂一样，甲虫通过名为费洛蒙的化学气味进行交流，其中一种费洛蒙会警告昆虫远离特定的树木。现在，研究人员正在传播这种名为马鞭草酮的费洛蒙，在西部滑雪胜地、自然保护区和露营地的数千英亩常绿松树上形成一道分子屏障。加州大学伯克利分校的退休森林昆虫学家David Wood说：“马鞭草酮简直太棒了。它是唯一有效的处理方法，仅此而已。”
树木杀手肆虐
树皮甲虫，包括山松甲虫、西部松甲虫和松毛虫等种类，至少在北美森林中繁衍了 12,000 年。甲虫在繁殖过程中杀死树木：成虫钻入树干，挖出称为“廊道”的隧道，雌虫在其中产卵。当甲虫幼虫孵化时，它们以树的组织为食，然后飞走去侵占另一棵树，重新开始这个循环。
关于特定甲虫爆发的记录，其中大部分是局部且短暂的，最早可以追溯到 1880 年代。林业专家们一直试图遏制这种潮流。失败的方法包括砍伐受感染的树木、喷洒杀虫剂，甚至用汽车电池给树木通电来电死里面的甲虫。
1955 年，David Wood 开始着手研究。Wood 出生于纽约州埃尔迈拉高地的一个乡村地区，当他注意到家乡被甲虫传播的疾病毁灭的枯死榆树时，他对森林昆虫产生了浓厚的兴趣。在伯克利读研究生时，他师从一位教授，试图用DDT和氯丹等杀虫剂来对抗树皮甲虫。Wood 说：“这些东西现在都被禁用了，但当时它们被认为是神奇的。”
作为他研究的一部分，Wood 开了两个小时的车向东前往内华达山脉的松树林，研究被树皮甲虫Ips paraconfusus摧残的树木。在爆发期间，数百万只昆虫几乎同时出现，成群结队地啃咬隧道。它们通过扰乱根部水分和养分的输送来杀死树木。
Wood 感到疑惑：这些甲虫是如何同步到达的？他怀疑这与它们挖掘时留下的碎屑有关。也许甲虫分泌出某种化学信号，与树木组织结合形成一种令其他甲虫无法抗拒的气味。Wood 的思绪翻腾。如果他能识别出这些化学物质，也许他就能将它们用作诱饵来制造陷阱，从而省去昂贵的杀虫剂。
树皮甲虫的猫薄荷
1957 年，Wood 将被称为韧皮部的树木组织磨碎，带回了实验室。他建造了一个桌面大小的腔室，将雌性Ips甲虫放在中间，周围放着韧皮部团块。在一些团块中，他放了雄性甲虫。所有的雌虫都 flocked 到有雄虫的韧皮部，完全忽略了其他团块。Wood 发现雄性Ips甲虫会将一种化学物质分泌到韧皮部，从而吸引潜在的配偶。两年后，一对白蚁研究人员给这种社会性化学物质起了个名字——费洛蒙。
树皮甲虫会在树木中挖出复杂的隧道来繁殖后代。| Shutterstock
对 Wood 来说，下一步是分离甲虫分泌到韧皮部中的费洛蒙。1963 年，他与斯坦福研究所的化学家Robert Silverstein合作。他们在实验室里饲养了数十万只Ips甲虫，并收集了它们留下的碎屑——韧皮部和粪便的混合物。Silverstein 从材料中分离出化合物，Wood 则通过将甲虫放在一个由塑料管制成的小型临时风洞的一端进行测试。在管道的另一端，他连接了一个吹风机，将化学物质吹向甲虫。目的是看看甲虫是否会被吸引到逆风而行。
到 1966 年，Wood 和 Silverstein 发现了一种吸引 Ips 甲虫的三种化学物质的混合物。随后的实地考察表明，最早进入树木的甲虫会释放这些化学物质，这些化学物质组合在一起形成了费洛蒙。后来的甲虫也做同样的事情。来的甲虫越多，费洛蒙的吸引力就越强，直到森林被摧毁。
在森林服务局昆虫学家 William Bedard 的帮助下，Wood 建造了巨大的胶水陷阱来测试这些化学物质作为诱饵：六英尺高的尼龙布，涂有粘合剂和吸引费洛蒙。1969 年，他们在加州贝斯湖 25 平方英里的松林中设置了陷阱，这是第一次尝试基于费洛蒙的树皮甲虫防治。不幸的是，诱饵效果太好了。它们杀死了无数甲虫，但幸存下来的甲虫却摧毁了附近的树木——这对希望挽救其林地的地主来说并不是一个好消息。
Wood 毫不气馁，将注意力转向了其他费洛蒙。1980 年，他开始研究一种名为马鞭草酮的费洛蒙，这种费洛蒙是其他研究人员在十多年前从甲虫肠道中分离出来的。他将其添加到一些陷阱中，并注意到甲虫突然停止前来。马鞭草酮没有吸引大量的甲虫，反而驱赶了它们。
昆虫学家很快发现，甲虫将马鞭草酮用作已占领树木的“已满”标志。一旦数千只甲虫涌入一棵树并挖开廊道，它们就想产卵并让后代茁壮成长。因此，它们分泌马鞭草酮，这种物质会覆盖吸引费洛蒙，并指示外部的甲虫去寻找另一棵树。
突然之间，研究人员有了一种新的害虫防治方法：通过欺骗甲虫，让它们以为树木已经被占领，从而将它们赶走。20 世纪 80 年代，曾师从 Wood 的John Borden率先进行研究，开发了装有马鞭草酮的塑料袋。但他很难设计出一种能够稳定释放足够费洛蒙以阻止甲虫的样品，他的研究陷入停滞。
1998 年，这种情况突然改变，山松甲虫和西部松甲虫开始对从不列颠哥伦比亚到南加州的地中海松树发动猛烈攻击。“甲虫就像圣经中的蝗虫大军一样爆发，”Borden 说。没有人确切知道原因。Borden 指出，老龄化、茂密的森林容易受到攻击，再加上气候变化，使得甲虫能够在温暖、干燥的冬季生存下来。无论是什么原因，甲虫防治在环境优先事项中迅速上升，马鞭草酮的研究也重拾生机。
甲虫爆发开始后不久，Wood 的另一位门生，森林服务局的昆虫学家Nancy Gillette接到了总部位于宾夕法尼亚州的 Hercon Environmental 公司的电话。该公司开发了一种用于控制东海岸的舞毒蛾的费洛蒙释放塑料薄片。该公司希望将其技术应用于树皮甲虫。经过几年的试验，Gillette 和 Hercon 研制出一种配方，显著降低了加利福尼亚和爱达荷州试验森林的树木死亡率。“这种薄片基本上就是一个花生酱三明治，”Gillette 说。“顶部和底部是塑料，中间是马鞭草酮。”这种薄片沿着边缘释放费洛蒙，可以一次由直升机播撒到数十英亩的面积上。
自 2004 年以来，马鞭草酮薄片保护了蒙大拿州度假小镇 Big Sky 的松树和华盛顿州 Lake Chelan 的露营地的松树，将树木死亡率降低了高达 90%。Gillette 最近领导了一项保护濒危斑点猫头鹰筑巢地的树木的项目。Borden 加入了 Contech 公司，该公司设计了改进版的袋子，去年约有 3,000 个袋子被钉在阿斯彭附近一个受欢迎的户外目的地 Smuggler Mountain 的 100 多英亩松树上。
马鞭草酮远非完美。它必须在年轻甲虫出来寻找新树殖民的春天之前施用，而且没有万无一失的方法知道何时会发生。该处理方法也成本高昂。Hercon 的薄片每英亩约 150 美元，直升机租赁费用为每英亩 20 美元。“它太贵了，无法用于数百英亩的土地，”Gillette 说。
这可能很快就会改变。牛津大学的科学家们正在探索一种通过基因改造微生物生产费洛蒙的方法，这种生产方式将大大降低成本。其他研究人员正在研究新的嗅觉欺骗方法。Gillette 最近测试了一种塑料瓶，它会释放出闻起来像新鲜割草的绿叶化学物质；它能让甲虫误以为它们身处一片不受欢迎的草地，而不是一片茂密的森林。
最终，需要一种价格便宜且足够有效的费洛蒙处理方法，才能广泛应用于小型私人土地以及那些正迅速从充满活力的绿色变为令人不安的棕色的广阔公共森林。“看到这种破坏真是太可怕了，”Gillette 说。“我们正在尽一切努力来限制损害。”
Daniel McGlynn 是一位居住在加州的作家。
