性信息素可能是阻止巨型大黄蜂入侵的关键
蜜蜂对亚洲大黄蜂攻击的保护作用微乎其微，导致整个蜂群迅速遭到破坏。来源：iStock/布鲁诺上原
化学物质被用作诱饵来诱捕和追踪所谓的“杀人黄蜂”，因为它们在美国西部扩大了足迹。
世界上最大的大黄蜂由于其威胁性的外观和在北美不断扩大的足迹，最近一直是广泛新闻报道的焦点。
但是，虽然亚洲大黄蜂 ( Vespa mandarinia ) 上的“杀人大黄蜂”标签可能对其危险性过分夸大，但研究人员一致认为，这种入侵物种具有破坏性，并威胁到北美蜜蜂种群和数百万美元的农作物生产。因为蜜蜂提供的防御很少（除了下面视频中看到的“热球”防御），大黄蜂可以迅速摧毁整个蜂群。
加州大学圣地亚哥分校生物科学系教授兼蜜蜂研究员詹姆斯聂说：“我通常的请求是，人们应该停止称它们为‘杀人黄蜂’，因为它们体型庞大，可能很吓人，但并不是真正的凶残。” “它们是令人惊叹的群居昆虫，但它们不属于北美并且会伤害我们关键的蜜蜂种群，因此我们应该将它们移除。”
但如何消除它们尚不清楚。即使知道它们发生在哪里——迄今为止在加拿大和太平洋西北部的报道——也很难确定。
作为一种可能的解决方案，Nieh 他在中国的同事已经开发出一种方法来识别亚洲大黄蜂的存在并可能加速它的清除。在《当代生物学》杂志上，研究人员揭示了亚洲大黄蜂皇后性信息素的三个主要成分的鉴定，这一成就可以用作诱饵来诱捕和追踪昆虫。Nieh 和他的同事使用气相色谱法和质谱法以及两年的实验，确定了性信息素中的主要化学物质为己酸、辛酸和癸酸，这些化合物可以很容易地购买并立即在现场部署。
多只亚洲大黄蜂攻击蜜蜂群，图片来源：董世豪教授
在之前的一项研究中，Nieh 和他的同事使用了一种类似的方法来识别一种相关的亚洲大黄蜂 ( Vespa velutina ) 的雌性信息素。在他们的新研究中，研究人员在大黄蜂巢附近放置陷阱，这是它们通常交配的位置，只捕获雄性大黄蜂，但没有捕获雌性或其他物种。在他们的实验中，科学家们测试了大黄蜂的神经活动，发现雄性触角对信息素高度敏感。
“雄性被雌性的气味所吸引，因为它们通常在巢附近与雌性交配，”聂说。“在两个野外季节，我们能够迅速收集到成千上万被这些气味所吸引的雄性。”
科学家们尚不清楚亚洲大黄蜂是如何首次来到北美的。近年来，它们在不列颠哥伦比亚省和华盛顿州被记录在案，而建模模拟表明它们可能会迅速蔓延到华盛顿、俄勒冈州，甚至可能是美国东部
在中国云南昆明的笼子里与一只雄性大黄蜂交配。女王在中间，被麻醉了（她不动太多）。底部有雄性与她交配，而另一只雄性则在她的背上。这是一系列实验的一部分，这些实验在该物种中分离出雌性信息素的主要成分。识别这种性信息素是创造陷阱的关键一步，可以帮助生物学家监测这些巨型黄蜂在世界各地的入侵情况，尤其是在北美。图片来源：James Nieh 教授
尽管实验性的信息素大黄蜂诱捕器设置在蜂群附近，但 Nieh 希望它们可以部署在多个野外位置，以评估它们是否可以在 1 公里或更远的距离内以化学方式吸引大黄蜂。
“因为这些基于信息素的陷阱相当便宜，我认为它们可以很容易地部署在大地理范围内进行采样，”Nieh 说。“我们知道它们是在哪里被发现的，所以最大的问题是它们是否在扩张。入侵前线在哪里？”
Nieh 和他的同事没有为性信息素的鉴定申请专利，而是决定尽快公布他们的发现，希望提供一种可能的解决方案来帮助记录大黄蜂的传播。随着更多信息素诱饵陷阱的部署，可能会出现一张地图以及预测模型，以评估它们的传播地点和速度。
“我们希望其他人，特别是在入侵地区的其他人，将采用我们建立的协议并测试这种方法，”Nieh 说。“我们已经描述了这些陷阱所需的化学混合物，这可能会减少可与雌性交配的雄性数量，以帮助抑制人口，但主要是帮助我们弄清楚它们在哪里。”
新研究：在杂志《Material and Design》投稿时遇到的技术审查的问题
参考：
“大黄蜂胡蜂王后性信息素成分的鉴定”，作者：Shihao Dong、Aili Sun、Ken Tan 和 James C. Nieh，2022 年 3 月 14 日，Current Biology。
DOI: 10.1016/j.cub.2022.01.065
Nieh 的Current Biology研究的合著者包括中国科学院的 Shihao Dong 和 Ken Tan 以及云南农业大学的 Aili Sun。
基金资助：中国科学院热带森林生态重点实验室、西双版纳热带植物园、中科院135计划、国家自然科学基金、中国博士后科学基金。