2005年的一天,就在颶風卡特里娜襲擊佛羅里達州並摧毀新奧爾良之前,蘇珊·哈爾伯特站在邁阿密郊外一個農場的柚子樹前。這棵樹看起來不太對勁。它似乎營養不良:葉子稀疏,瓜類大小的柑橘果實也長得歪歪扭扭。然而,花園裡的所有其他植物都長勢良好,照顧它們的婦女用一層新鮮的肥料精心照料著柚子。“她顯然知道如何種植植物,”佛羅里達州農業和消費者服務部 (FDACS) 的昆蟲學家哈爾伯特說。
哈爾伯特像犯罪現場的偵探一樣仔細檢查了這棵樹,在腦海中勾勒出她能想到的每一種情況。她排除了真菌引起的根腐病,因為這棵樹沒有表現出任何典型的腐爛跡象。接下來,她考慮了一種被稱為柑橘衰退病的病毒性疾病——西班牙語和葡萄牙語中的“悲傷”——這種疾病會影響嫁接過的樹木。(柑橘種植者通常不是從種子種植樹木,而是將一棵樹的樹枝插入另一棵樹的樹皮中。)然而,這棵柚子樹並沒有被嫁接。最終,哈爾伯特在她清單的末尾找到了世界上最具破壞性的柑橘類植物病害——黃龍病,中文意為“黃龍病”。
黃龍病,也稱為 HLB 或柑橘綠化病,一直在印度、中國、印度尼西亞和南非緩慢蔓延。就在前一年,它出現在巴西。它透過堵塞樹木的迴圈系統並留下畸形、苦澀的果實來殺死樹木。這是細菌的工作,這些細菌隱藏在一種叫做亞洲柑橘木蝨的小型有翅昆蟲的唾液腺中,當它從樹葉中吸取汁液時,會將細菌注入植物體內。目前尚無已知的治療方法——沒有足夠數量殺死木蝨的殺蟲劑,也沒有針對該疾病的有效治療方法。
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哈爾伯特憂心忡忡地剪下幾根樹枝,帶回她的實驗室進行檢測。幾天之內,她的懷疑得到了證實。柑橘綠化病已在美國橙汁產業的心臟地帶登陸。
哈爾伯特敲響了警鐘。科學家和種植者們迅速響應,投入一切資源來控制這種疾病。他們連根拔起受感染的植物,噴灑大量殺蟲劑,用防護網包裹整個苗圃,並從亞洲進口黃蜂來捕食木蝨。研究人員開始向樹幹中注射抗生素,並尋找抗性基因來拼接橙子樹。但黃龍病仍在繼續蔓延。在過去的八年中,它已感染了佛羅里達州一半以上的柑橘樹,並且在 2006 年至 2011 年間,給該州造成了 45.4 億美元的損失和 8,200 多個工作崗位。“五年後,可能就沒有佛羅里達橙汁了,”佛羅里達大學新興病原體研究所主任 J·格倫·莫里斯說。
自從哈爾伯特發現以來,這種疾病已經蔓延到佐治亞州、南卡羅來納州、路易斯安那州和得克薩斯州。去年春天,在洛杉磯發現了它。11 月,檢查員在加利福尼亞州的商業橙子園中發現了第一批木蝨——這可能預示著該疾病的到來。除非科學家找到阻止它的方法,否則這種疾病可能會重創美國柑橘產業。
認識木蝨
要到達哈爾伯特在佛羅里達州蓋恩斯維爾的辦公室,參觀者需要經過一個接待區,那裡有裝滿黃蜂群落和活狼蛛的玻璃箱。大廳對面就是佛羅里達州節肢動物收藏館:大約九百萬只昆蟲,每一隻都經過乾燥處理並安裝在細長的木製抽屜中,這些抽屜裝滿了幾個裝有高大金屬櫃子的房間。作為 FDACS 植物產業部門的昆蟲學家,哈爾伯特利用這些藏品來幫助識別州檢查員從農產品和盆栽植物上摘下的數十種昆蟲,將它們放入裝有酒精的玻璃瓶中,然後用黃色小商務信封郵寄給她,這些信封堆在她的辦公桌上的托盤裡。
哈爾伯特已經 60 多歲了,頭髮盤成低低的辮子,看起來像一位和藹可親的圖書管理員。然而,當涉及到與威脅佛羅里達州數十億美元農產品產業的蟲子作鬥爭時,她卻很強硬。哈爾伯特是該州的八位昆蟲學家之一,也是該州兩位半翅目昆蟲專家之一——半翅目昆蟲包括蚜蟲、葉蟬和木蝨,它們從植物中吸取汁液。她的主要職責是提醒種植者和監管機構注意任何新害蟲的到來。“我的工作是密切關注事態發展,瞭解那裡的壞傢伙是誰,”哈爾伯特說。
自 20 世紀 90 年代中期以來,格林寧病就一直在哈爾伯特的雷達上,當時她第一次從南非的一些同事那裡聽說了這種疾病的破壞性。1998 年 6 月,她在棕櫚灘縣檢查柑橘樹時,成為第一個在美國發現木蝨的人。她透過木蝨特有的姿勢認出了它:它將屁股以 45 度角向上翹起。
回想起來,哈爾伯特說,她當時應該對這一發現感到更加震驚。然而,巴西自 20 世紀 40 年代以來一直與木蝨共存,到 1998 年為止,還沒有發生過一例綠化病。因此,哈爾伯特和她的同事們決定觀望。他們帶著一個檢查員團隊返回棕櫚灘,驅車向四面八方散開,看看害蟲蔓延了多遠。哈爾伯特和她的同事們手持塑膠棍棒和白色塑膠托盤,字面意思是“敲打灌木叢”來尋找木蝨:他們在柑橘科的灌木和樹木中搜尋,用警棍敲打它們,並計算有多少木蝨掉到托盤上。他們發現,隨著他們遠離棕櫚灘縣,木蝨的數量變得越來越少,很快就消失了。蟲害似乎僅限於 60 英里的海岸線,而且他們檢查的蟲子都沒有黃龍病陽性。
這是一個好跡象。然而,哈爾伯特和她的同事們仍然對綠化病的症狀保持警惕,定期測試木蝨和樹木。2005 年,她決定進行更廣泛的調查,將範圍擴大到來自綠化病疫區的少數民族社群。這就是她如何在邁阿密找到那棵患病的柚子樹的原因,這棵樹生長在一位來自臺灣的婦女的後院。“那又是糟糕的一天,”哈爾伯特說。
當哈爾伯特確認該疾病的存在時,它已經以驚人的速度蔓延開來,這在很大程度上是由於木蝨驚人的繁殖力。每隻雌性木蝨在一個月的生命週期內最多可產 800 個卵,導致單株橙子樹上的木蝨數量可能超過 40,000 只。有如此多的昆蟲跳躍和飛舞,即使殺滅率為 99% 的殺蟲劑也會留下大量的倖存者。事實證明,亞洲柑橘木蝨最喜歡的食物之一是一種非常受歡迎的灌木——橘子茉莉,它在邁阿密生產,在佛羅里達州各地的苗圃和大型折扣店銷售,並廣泛運輸,為木蝨提供了便捷的旅行方式。
佛羅里達州致命的颶風季節也可能是一個因素。卡特里娜和其他熱帶風暴的風力可能將木蝨吹到比它們自己能飛到的地方更遠的地方。風暴也可能削弱了樹木,使其更容易受到感染。
還有一個事實是,作為一種入侵物種,亞洲柑橘木蝨在美國沒有本地的、專門的天敵,這使得它們能夠迅速繁殖。這種情況促使昆蟲學家尋找一種可以像木蝨破壞果園那樣破壞木蝨的昆蟲。
放出黃蜂
去年夏天的一個炎熱的日子,馬克和克里斯蒂娜·霍德爾收拾好一輛租來的白色福特轎車,從他們在加利福尼亞州里弗賽德的家開車一小時前往洛杉磯。後座上放著一個小藍色的樂柏美冷藏箱。裡面有一個冰袋和半打裝有黃蜂的小瓶子,黃蜂正在享用少量蜂蜜。馬克開車時,克里斯蒂娜翻閱著一疊紙,上面記錄著他們將要訪問的研究地點的資料。
加利福尼亞州是美國僅次於佛羅里達州的第二大柑橘生產州。雖然佛羅里達州的大部分橙子被榨成果汁,但加利福尼亞州提供了美國人食用的絕大部分完整橙子。當 2008 年在聖地亞哥縣首次發現亞洲柑橘木蝨時,該州的首要任務是防止昆蟲進入加利福尼亞州中央山谷北部商業果園。官員們開始在聖地亞哥噴灑殺蟲劑,但很快木蝨蔓延到洛杉磯,並繼續向海岸移動。他們需要一個新的計劃。
霍德爾夫婦是加州大學裡弗賽德分校的昆蟲學家,也是入侵物種方面的專家。在州內首次檢測到亞洲柑橘木蝨後不久,馬克閱讀了旁遮普科學家於 1927 年發表的一篇論文。作者用鮮明的措辭描述了綠化病的影響(“曾經價值連城的果園淪為枯樹骨架的荒地,這並不罕見”),並報告了一種當地的寄生蜂,可以殺死 95% 的亞洲柑橘木蝨。“這些黃蜂能在加利福尼亞州茁壯成長嗎?”馬克想知道。
亞洲柑橘木蝨的自然天敵生活在南亞,這是該昆蟲可能的發源地,這很有道理。然而,黃龍病、木蝨和柑橘在何時、何地以及如何相遇仍然是一個懸而未決的問題。長期以來,人們一直認為柑橘屬起源於中國,但澳大利亞西悉尼大學的安德魯·比蒂及其同事的最新研究表明,它最初出現在大約 3500 萬年前的澳大拉西亞,並傳播到亞洲。據推測,引起黃龍病的細菌屬——Candidatus Liberibacter(“Candidatus”表示科學家們不確定,因為這種細菌從未被培養過)——可能起源於非洲,並且僅在過去 500 年內才從柑橘近親跳躍到柑橘樹上,這可以從該疾病的毒性來判斷。(如果柑橘和黃龍病更早地結合在一起,柑橘要麼現在已經產生了抗性,要麼已經滅絕了。)
比蒂懷疑這種跳躍發生在非洲,當時一隻柑橘木蝨將細菌傳播到一棵進口的橙子樹或橘子樹上,然後作為殖民貿易的一部分運往印度。人類的栽培也發揮了作用。木蝨將卵產在嫩枝上,嫩枝更容易讓若蟲進食。由於灌溉和肥料的使用,柑橘樹生長和發芽迅速,為所有年齡段的木蝨創造了一個誘人的沙拉吧。
對於被稱為 Tamarixia radiata 的黃蜂來說,要想在加利福尼亞州中央山谷(該州大多數柑橘種植者的基地所在地)生存,這兩個地區的氣候必須相似。馬克將資料輸入他的氣候匹配軟體,發現旁遮普邦和加利福尼亞州的柑橘產區都具有炎熱、乾燥的夏季和涼爽、多霧的冬季——非常匹配。然後,他似乎意外地發現,旁遮普邦主要農業大學的副校長是加州大學裡弗賽德分校的畢業生。“突然之間,這些我以為很難走進去的門就打開了,”來自紐西蘭的馬克說。2011 年初,他和克里斯蒂娜前往巴基斯坦,儘可能多地瞭解 T. radiata。
在後 9/11 時代,從巴基斯坦進口黃蜂並非易事。馬克與加利福尼亞州食品和農業部合作,獲得了美國農業部的許可,並在隔離區建立了一個黃蜂飼養基地,以確保進口昆蟲不攜帶疾病。他和他的博士後學生還花了幾個月的時間測試 T. radiata 的宿主範圍——將其與本土植物上的本土木蝨以及攻擊有害雜草的有益昆蟲進行對比——以確保它不會捕食加利福尼亞州當地的植物群和動物群,也不會破壞雜草生物防治工作。最後,他和克里斯蒂娜在加州大學裡弗賽德分校的一系列隔離實驗室內部建立了一個複雜的籠子序列,讓黃蜂在侵染小型柑橘植物的亞洲柑橘木蝨上繁殖。
自 2011 年 12 月以來,霍德爾夫婦已在洛杉磯、里弗賽德、奧蘭治縣和聖貝納迪諾縣的 100 多個地點放生了數千只 T. radiata 黃蜂。在這個夏日,他們正在訪問洛杉磯的放生地,以檢查寄生蟲的進展。“這是城市戰爭,”馬克從駕駛座上說。儘管天氣炎熱,他和克里斯蒂娜仍然穿著長袖襯衫和長褲——他們在野外穿的防曬服裝。
儘管亞洲柑橘木蝨最初是在聖地亞哥被發現的,但它似乎在洛杉磯蔓延得最快。後院的檸檬樹和酸橙樹在這裡非常受歡迎,許多人從墨西哥邊境將它們帶進來,或者在從亞洲飛回來時將插條偷偷塞進行李箱。受感染的檸檬樹枝很容易嫁接到酸橙樹或柚子樹上,這種植物會同時結出兩種水果。一旦木蝨到達洛杉磯,它們就會像在佛羅里達州一樣,在這些後院的樹木上瘋狂繁殖。
加利福尼亞州食品和農業部已開始在洛杉磯噴灑殺蟲劑以控制木蝨並防止其蔓延,但事實迅速證明這種努力是徒勞的。只需看一眼人口普查資料,就可以知道哪裡出了問題。在洛杉磯的 300 多萬棟房屋中,大約 40% 在 2010 年至少有一棵柑橘樹。這意味著大約有 120 萬處房產需要處理。噴霧劑的有效期只有一週到幾個月,然後需要重新施用。到去年 10 月,該州已經噴灑了 46,941 處房產,佔 4%,花費了 470 萬美元,即每處房產 100 美元。“你可以看出為什麼這很快變得不可行,”馬克說。一旦該州暫停了在洛杉磯的殺蟲劑運動,霍德爾夫婦和他們的黃蜂就可以安全地進入了。
霍德爾夫婦將車停在洛杉磯藍莎市的工薪階層墨西哥社群的一家酒店停車場,並拿出了他們的冷藏箱。他們透過檢查州政府關於在洛杉磯各地設定的粘性黃色陷阱中捕獲的木蝨數量的資料找到了這個地點。這個花園的計數特別高。克里斯蒂娜走到停車場邊緣的一棵咖哩樹(柑橘的近親)。她檢查了它有光澤的綠葉,立即發現了亞洲柑橘木蝨的大量聚集,它們處於生命的各個階段。在樹枝的頂端,佈滿了新生的芽,有黃橙色的卵、乳白色的無翅若蟲和棕色的斑駁成蟲在跳躍和爬行。三週前,霍德爾夫婦在這片地塊遠處的幾棵檸檬樹上放生了幾十只黃蜂,他們想看看黃蜂是否已經到達這棵灌木;如果它們到達了,那就表明黃蜂開始自行繁殖了。
訊息是好的:儘管黃蜂只有半個巧克力屑大小,很難被發現,但它們已經留下了死亡和破壞的痕跡。一隻雌性黃蜂殺死木蝨基本上是透過在木蝨腹部下方產卵。一旦卵孵化,黃蜂幼蟲(看起來像一個胖乎乎的蛆)就會開始刮掉若蟲的腹部,在一週內吃掉它的內臟,直到只剩下一個空殼。“這是它以前的自我的空殼,”馬克說。黃蜂幼蟲透過吐絲將自己密封在空殼內,絲將空殼牢固地連線到葉子上。然後它會編織繭,變成成蟲並咬破木蝨空殼頂端的一個小孔逃脫。克里斯蒂娜和馬克在咖哩植物上觀察到幾個空心的木蝨空殼。
黃蜂還以另一種方式摧毀木蝨——馬克稱之為“額外殺死”。一隻雌性黃蜂站在木蝨的背上,用產卵管反覆刺它,然後喝它的血。“被多次刺傷然後被吸血的創傷足以殺死那些亞洲柑橘木蝨若蟲,”他說。利用這種強大的殺戮技術組合,一隻黃蜂可以殺死數百隻木蝨。在離開之前,霍德爾夫婦又在咖哩植物上掛了幾瓶小瓶子,開啟蓋子讓黃蜂飛出去開始它們的狩獵。
截至去年 12 月,霍德爾夫婦估計,他們放生的黃蜂已經在加利福尼亞州約 40% 的放生地點建立起來,並且正在向新的木蝨侵擾社群蔓延,有時甚至蔓延到幾英里之外。然而,黃蜂不會解決問題。“這不會是靈丹妙藥,”馬克說。“我認為,如果我們能達到 30% 的殺滅率,那將降低這些城市地區的人口壓力,並降低事物蔓延的速度。”
最佳前進道路
佛羅里達州的生物防治工作早於加利福尼亞州。該州於 1999 年放生了第一批寄生蜂,並計劃從今年晚些時候開始,在州政府已停止噴灑殺蟲劑的城市地區從巴基斯坦、越南和中國放生數百萬只寄生蜂。(與加利福尼亞州中央山谷不同,佛羅里達州的氣候更適合越南。)
佛羅里達州的一些種植者已經開始採取另一種更具爭議性的方法:幫助樹木與疾病共存。C. Liberibacter 入侵植物的迴圈系統,然後阻止糖和其他營養物質從葉子傳遞到根部。“如果根部受損,它們將無法有效地吸收和轉移微量營養素和其他物質,從土壤中向上輸送到葉子中,因此現在我們有了複合效應,”佛羅里達大學食品與農業科學研究所的昆蟲學家菲利普·斯坦斯利說。
為了應對這種情況,許多佛羅里達州種植者開始透過葉面噴灑向樹木補充額外的營養。“我把它比作艾滋病,”第三代柑橘種植者、佛羅里達州冬季花園市麥金農公司的經理蒂姆·威利斯說,該公司經營著一個果園。“他們現在用一種毀滅性的疾病讓人類活了很多年。為什麼我們不能對橙子樹做同樣的事情呢?”甚至在木蝨到達佛羅里達州之前,威利斯和麥金農公司總裁莫里·博伊德就已經讓他們的樹木接受了斯坦斯利所說的“凱迪拉克”營養計劃——他們給植物餵食了它們能吸收的所有錳、鋅和硼。隨著 HLB 的到來,植物病害專家建議種植者拔掉任何受感染的樹木。然而,當這種疾病在佛羅里達州被發現時,它已經非常普遍,以至於拔掉受感染的樹木可能會讓博伊德和威利斯破產。“這些樹木照顧了我一生,”威利斯說。“它們讓我的兒子上了大學。你不能就此放棄。”
因此,麥金農公司加強了其營養計劃,並與其他種植者合作,實施了定期、協調的殺蟲劑噴灑系統。當博伊德和威利斯拒絕拔掉他們的樹木時,專家告訴他們,他們的植物將在五年內死亡。但七年後,它們仍然在這裡,他們說他們的產量沒有減少。
去年 11 月,威利斯駕駛他的皮卡車穿過他的果園進行例行調查。樹木茂盛,掛滿了又大又成熟的黃色哈姆林橙子,這是一種在晚秋和初冬收穫的早熟品種。儘管他幾乎 100% 的樹木都患有黃龍病,但只有少數葉子和樹木帶有該疾病的典型特徵:葉子呈雜色,地面上散落著綠色、過早掉落的果實。儘管如此,沒有人知道他的好運會持續多久。“當我們種下一棵樹時,我們過去認為這棵樹會存在幾代人,”威利斯說。“現在很多人認為,‘如果我能從中獲得 10 年、15 年的收益,那就很好了。’”
到目前為止,已發表的研究未能表明像博伊德這樣的營養計劃可以帶來任何好處。“你不能透過施肥來擺脫困境,”美國農業部流行病學家蒂姆·R·戈特瓦爾德說。他和幾位同事發表了對照研究,表明加強營養計劃對樹木健康、水果質量或產量沒有影響。事實上,戈特瓦爾德認為,它們可能是有害的,因為它們掩蓋了症狀,並將樹木變成了傷寒瑪麗。
鄰近的種植者南方花園柑橘公司是主要品牌的橙汁供應商,它採取了不同的道路。南方花園公司總裁裡克·克雷斯說,該公司正在更換超過 65 萬棵受感染的樹木——佔其總量的四分之一——用在防木蝨網罩內種植的清潔苗圃樹木。工人們繼續監測果園中是否有綠化病的跡象,儘管樹木可能會攜帶 C. Liberibacter 數月或數年,然後細菌才開始在實驗室測試中出現或引起可見症狀,這使得該疾病難以根除。雖然克雷斯降低了他樹木的感染率,但他的成本卻上升了 40% 到 50%。
科學家們正在拼命尋找新的方法。一些研究表明,透過根部和樹幹注射向受感染的橙子樹餵食青黴素可以幫助它們擺脫症狀並長出更強壯的根。2011 年,佛羅里達大學的吉姆·格雷厄姆發現殺菌劑硫酸銅具有類似的效果。硫酸銅可能比青黴素更容易透過 EPA 法規,因為它不用於治療人類。但是植物需要在餘生中接受注射,這可能會產生令人望而卻步的成本。
最好的長期前景可能在於基因改造。德克薩斯州 A&M 大學植物病理學家埃裡克·米爾科夫已將菠菜的兩個基因轉移到柑橘樹中,從而賦予了柑橘樹對黃龍病的抗性。康奈爾大學的研究人員正在開發可以驅除亞洲柑橘木蝨的柑橘樹,這兩種技術最終可能會結合在一起。這兩個專案都由南方花園公司資助,該公司已花費 600 萬美元用於阻止柑橘綠化病的研究。但是,轉基因農產品面臨著漫長而昂貴的監管審批和公眾接受之路。許多人擔心它來不及拯救這個產業。哈爾伯特說:“我們需要一些我們以前沒有想到的東西。”
