毁灭一片松林，也许只需要这颗0.001米的现实版“水滴”
2022/10/24 7:00:00 科学大院
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如果你阅读过科幻小说《三体Ⅱ·黑暗森林》，一定会对三体人的宇宙探测器“水滴”印象深刻。仅仅只有3.5米长的它，一颗就足以摧毁人类2000多艘恒星级战舰。
然而你知道吗？在现实生活中，存在一种生物，体型仅有1毫米，却将中国乃至全世界的松树生态搅得天翻地覆，且在与人类的百年战争中难尝败绩。
这个现实版的“水滴”，就是我们今天要介绍的主角——松材线虫。
感染松材线虫病的松树正濒临死亡，呈现出红绿相间的色彩
图片来源：国家林业和草原局政府网站
不挑食的超级赛亚虫
松材线虫是隶属于滑刃总科、伞滑刃亚科、伞滑刃属的一种线虫生物，可以引起松材线虫病，该病可对松树生态系统造成毁灭性的破坏，十分难以根除和管控，至今没有很好的防治方法，所以被称为松树“艾滋病”。
早在20世纪初，北美地区就发现了松材线虫病，后因木材贸易等因素，在南美洲和亚洲等地泛滥成灾，由于危害巨大，松材线虫目前已成为各国入境检疫性生物。
松材线虫的“食谱”极广，可侵染106种植物，其中最“喜爱”松树，它对松树的58个“家族成员”都有极大的食欲。在我国，松材线虫主要取食对象为马尾松、华松、思茅松和日本五针松等松树；而在海外，松材线虫主要的取食对象则是海岸松、瑞士石松、欧洲赤松和欧洲黑松等松树。此外，松材线虫还是一个“超级赛亚虫”，不仅繁衍能力极强，而且繁衍速度极快。据悉雌虫一旦交配后，产卵量可达百粒，在适宜环境下，松材线虫完成一个世代只需3天。
显微镜下的松材线虫
图片来源：国家林业和草原局政府网站
当松树不幸被松材线虫侵袭后，该虫会寄生在松树的特有结构——树脂道内，然后一边在树体内大量繁殖，一边移动至全树，导致树脂道薄壁细胞和上皮细胞破坏和死亡，运输组织受到破坏，造成植物缺水。因此，松树的针叶会先后失去光泽，蒸腾作用降低，树脂分泌急剧减少至停止，针叶逐渐失绿，变为黄褐色或红褐色，最后导致整株枯死。松树从病发到死亡的整个过程只需要40天左右，致死速度极快。
因此，基于松材线虫上述各种强大的侵袭能力，一棵松树一旦感病，若是没有及时防治，该感病松树将会成为发病中心，向四周快速传播，只需两三年时间，整片松林都将会被松材线虫的黑暗所笼罩。
超级“运输机”，一架装20万条虫!
不过，尽管松材线虫的破坏能力极强，但是它有一个缺点，那就是运动能力较弱，并不具备跨植株传播扩散的能力，这本来是人们防治它的一个极好的突破点。
然而，松材线虫也意识到了它自身的缺点，为了毁灭松树，它与36种甲虫以及等翅目黑翅土白蚁的媒介昆虫合作进行传播和扩散，其中传播能力最强的是松墨天牛。
松墨天牛成虫
图片来源：国家林业和草原局政府网站
松墨天牛是一种全球性的重要林业检疫害虫，马尾松、黑松以及油松等多种主栽树种均可被松墨天牛寄生。当植株长势衰弱，抵抗力下降时，松墨天牛则会趁火打劫，趁机在该树蛀孔产卵，卵期一般为一星期左右。松墨天牛年幼时蛀食树干和较粗枝干的木质部、韧皮部，等到成虫羽化时，松材线虫则通过天牛散发出来的特殊气味或者二氧化碳进入天牛体内，随后通过天牛的气管蔓延至天牛全身，或附着在天牛体表。
随着羽化后的天牛在松林内迁飞寻找健康松树取食，松材线虫就会在天牛体内自然脱落，从松树伤口入侵，也就造成了松材线虫的传播扩散。据悉一头松墨天牛成虫最多可携带20余万条松材线虫，妥妥的超级移动病原体。在松墨天牛的助力下，松材线虫犹如有了运输机，能快速机动，将它成千上万的“兵力”运输到健康的松树上，侵袭能力获得极大提高，加快了松树的灭绝速度。
攻城拔寨，驻军全球
松材线虫犹如潘多拉魔盒，一打开就给人世间的松林带来了无尽的灾难。也许这时你会很好奇，这么可怕的虫子到底是如何在全球许多地方都有“驻军”的？其实，这里面隐含了一段在全球经济贸易背景下鲜为人知的生物入侵灾难史。
松墨天牛羽化孔
图片来源：国家林业和草原局政府网站
20世纪初时美国在密苏里州哥伦比亚市就已经发现了松材线虫，而且这种现象普遍存在，据统计美国至少有36个州的松木中发现了松材线虫。然而奇怪的是，在美国该病害只是在观赏林、防风林及生产圣诞树的苗圃里零星发生，没有造成比较大的损失，因此一直未被美国政府重视。他们错误地认为这只是一种普通的虫子，于是继续将含有松材线虫的松木和木制品出口到其他国家。
经科学家研究发现，原产于美国的松材线虫病通过木材贸易等方式先后在加拿大和墨西哥等北美洲国家“为非作歹”。为了进一步扩大侵略果实，松材线虫将目光瞄向了与美国贸易往来较频繁的日本。
在1905年时美国的许多产品都出口到了日本，美日两国贸易密切，松材线虫也搭着顺风船，漂洋过海“偷渡”到了日本，很快就由日本的长崎军事基地向四周传播，仅用40年时间便“占领”了整个日本。现在每年给日本造成的木材损失量高达100万立方米，经济损失超过百亿日元。
韩国与日本毗邻，经常从日本进口松原木和捆包材，于是韩国也遭到了松材线虫的侵略。1988年10月，人们在韩国釜山的赤松和黑松枯死树中发现了松材线虫，发现时该病的影响面积约为100公顷。虽然釜山市立即对此病进行了防治，但仍然无法控制住该病的扩散，最终5111公顷的松林感染此病。近年来，韩国因感染松材线虫病而死亡的松树已超过3000万棵。
受东亚地区病情影响，中国于1982年首次在南京市中山陵发现松材线虫病，随后在中国香港的马尾松上，中国台湾的琉球松上也相继发现了松材线虫的踪影。截至2021年全国共有19个省(自治区、直辖市)742个县级行政区出现病情，影响面积超过171.65万公顷，直接威胁到9亿多亩松林的安全，是目前松材线虫病流行最严重的国家(参考文献：叶建仁,吴小芹.松材线虫病研究进展[J].中国森林病虫,2022,41(03):1-10.)。
如今松材线虫病正在席卷全世界，已经侵入全球主要大洲的多个国家，病害形势十分严峻，鉴于该虫的可怕，国际上已将该病定为世界首要森林病虫害。
红绿相间的松针
图片来源：pnwhandbooks.org
百年之战，何去何从？
为了控制松材线虫病，人类已经和松材线虫战斗了上百年，许多科学家身临一线，采取了大量的防治措施，如除治疫木、喷施引诱剂以及白僵菌防治媒介昆虫、树干注射甲维盐和阿维菌素等保护剂、营造混交林等防治措施。虽然在松材线虫病的防治中取得一定效果，但整体上依旧不能扭转松材线虫病逐年扩散的趋势，究其原因主要是：
1.病害十分善于伪装
松材线虫病早期症状不易发现，发病速度又快，对巡察人员的专业知识和经验的考验都极高。每年的夏秋季节是发病高峰期，此时林间灌木杂草丛生，且松树较多，很容易造成遗漏，再加上人力资源问题稀缺，巡察人员很难达到全覆盖，等发现时往往错过了最佳防治期。
2.农药使用遭到限制
随着农药残留和环保要求的不断提高，许多剧毒农药的使用遭到了限制，如甲酸乙酯和溴甲烷等药物残留毒性较强，对环境不友好，对人身和生态环境造成二次污染，使得许多药物不得不被淘汰。而新型环保化学药物的开发和选择较为困难，大都停留在实验室阶段，未能大面积开发利用。
3.清理工作有疏漏
面对感病松树，如今主要的处置方式一般是砍伐疫木来清理传播源。这种方式虽然砍掉松树主干，但如果有染病的树枝残叶遗落，病枝上寄生的天牛就会二次侵入健康松树，并造成其扩散。如此，不仅收效小，还破坏了松林内原有生态平衡，对生物多样性和森林资源造成不可逆的损失。
如今，每年松林的面积不断缩减，松材线虫的“版图”也越发扩大，这场持续百年的战争正处在虫攻人守的状态，若想改变战局，各界人士应当携手合作，群策群力，共谋保松大业!
参考文献：
[1] 杨宝君,贺长洋,王成法.国外松材线虫病发生概况[J].森林病虫通讯,1999,(05):40-42.
[2] 叶建仁,吴小芹.松材线虫病研究进展[J].中国森林病虫,2022,41(03):1-10.
[3] 黄向东.韩国松材线虫病防治进展及其启示[J].湖南林业科技,2013,40(05):75-77.
[4] 张潮. 我国松材线虫病的扩散趋势及气候对疫情的影响研究[D].北京林业大学,2020.
[5] 刘彬. 马尾松抗松材线虫病萜类合成关键基因的功能研究[D].中国林业科学研究院,2020.
[6] 洪承昊. 三峡库区松材线虫病的景观生态学分析[D].中国林业科学研究院,2019.
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