03-4昆虫资源与利用

昆虫世界与人类社会Theinsectworldandhumansociety第三部分昆虫资源与利用四、果蝇——探寻生命奥秘的金钥匙人口与粮食健康与疾病环境与生态能源与资源21世纪—生命科学的世纪21世纪—生命科学的世纪解开生命奥秘人类的梦想什么是模式生物？生物学家通过对选定的生物物种进行科学研究，用于揭示某种具有普遍规律的生命现象。这种被选定的生物物种就是模式生物。为什么需要模式生物?从伦理的角度我们不能用人来做实验……从研究的角度相对简单的生物结构相对简单，便于进行观察和处理从进化的角度生物体具有共同的祖先低等生物和高等生物中有重要功能的生命活动和生理机能在进化上是保守的因而从理论上说，从简单的系统得到的结果往往可以推导至高等生物。模式生物应具备的特点1）容易获得并易于在实验室内饲养；2）繁殖快、世代短、子代多、遗传背景清楚；模式生物4）基因组和其它许多方面都与人类有着极大的相似性。3）容易进行实验操作，特别是遗传学分析，具有比较成熟的研究手段；常用的模式生物生命规律、人类疾病大肠杆菌酿酒酵母秀丽线虫斑马鱼黑腹果蝇小鼠大鼠-----黑腹果蝇（DrosophilaMelanogaster）黑腹果蝇生活史昆虫纲，双翅目，果蝇科主要优点：•价格低廉，个体小，易于实验室饲养；•生命周期短（胚胎、幼虫、蛹发育到成虫只需10天）；•繁殖力强，可产生大量遗传同质的后代；•雌雄容易区分，雄性不发生基因重组；•具有很长的研究历程，遗传操作手段成熟；•果蝇具有清晰的遗传背景果蝇测序工作已于2000年完成，果蝇基因组有1.3～1.5万个基因，果蝇的遗传密码我们已经清楚75%的人类已知致病基因中在果蝇中有同源序列黑腹果蝇染色体多线染色体（polytenechromosome）：果蝇唾液腺中一种缆状的巨大染色体，由核内有丝分裂产生的多股染色单体平行排列而成。黑腹果蝇不同性状野生型黄体黑体野生型锯齿状翅野生型卷翅Wt野生型w白眼B♀肾形眼B♂棒眼黑腹果蝇——打开诺贝尔奖大门的金钥匙Morgan遗传学之父1933年诺贝尔医学或生理学奖——从果蝇白眼突变到染色体的基因之谜Muller果蝇突变大师1946年诺贝尔医学或生理学奖——X射线诱发果蝇突变LewisVolhardWieschaus1995年诺贝尔医学或生理学奖——果蝇胚胎发育胚胎发育的秘密胚胎如何由一个细胞发育成特化器官？？受精卵特化器官畸形个体完美个体正常发育果蝇揭示的“秘密”对微小而卑微的果蝇进行研究能够给人类带来什么益处？黑腹果蝇是一种价值无法估量的实验动物，可用于验证遗传研究领域的一系列新理论。果蝇揭示的“秘密”果蝇可以进行学习，有的非常聪明，但也有傻瓜；在果蝇中也可以发现老年痴呆，果蝇饮酒、吸毒后也可以表现出某些行为；果蝇可以睡眠甚至做梦，还可以唱情歌。如何发现果蝇的这些特性？果蝇学习记忆模型实例当果蝇选择追踪某一个目标时，对果蝇进行惩罚，使之不舒服，这时候它就知道哪一种图形是安全的、哪一种图形是危险的，从而使果蝇保持对图形分辨的记忆。飞行模拟装置”悬挂在金属钩上的果蝇置身于明亮的圆筒形空间里。除了脖颈处稍有不适之外，一切都好，于是展开双翅，向眼前的目标飞去。在我们眼中，果蝇始终在原地打转，可是在果蝇的眼里，旅行已经开始，可以选择追随的目标只有两个。它们是旋转圆筒上的正反两个“T”字图案。“惩罚”——激光的刺痛；奖励——不用激光刺痛在这个残酷的“教育”的过程中，果蝇脑中的一些机制被启动了。这种对于图形分辨后的记忆牢牢生根在脑中了？五、食用昆虫昆虫将拯救人类免于饥饿！这一结论是联合国粮食及农业组织依据自己的研究成果得出的。联合国粮农组织专家断言，未来人类要食用昆虫。——人类未来的理想食物视频昆虫作为人类未来的食物？解决全球粮食问题的主要途径预计全球人口2050年达到90亿，为养活这些人，当前粮食产量至少需要翻一番。人类面临土地资源匮乏、海洋渔业过度捕捞、气候变化和水资源短缺等诸多挑战，大幅提高粮食产量几乎是一项不可能完成的任务。联合国粮农组织（FAO）近日发布的一份报告《可食用昆虫：食物和饲料保障的未来前景》，指出：全世界可供人类食用的昆虫超过1900种，世界上至少20亿人的传统食物中包含昆虫昆虫作为人类未来的食物？昆虫食品营养价值高昆虫的营养价值堪比鱼肉：食用昆虫不仅能够满足人类对热量和优质蛋白质的需求，还能提供大量不饱和脂肪酸，并富含诸如铜、铁、镁、锰、磷、硒、锌等矿物质及维生素B2、B5和叶酸等微量元素。具有保健功能，如降低血脂、软化血管、降低血压、促进微循环的作用，还可预防或减少心血管病的发病率昆虫作为人类未来的食物？昆虫养殖业的优势（1）投入产出比高（2）减少环境污染（3）减少温室气体排放（4）减少人畜共患疾病据测算，肉牛每增加1公斤体重需要消耗10公斤饲料，而蟋蟀只需要1.7公斤饲料。除此之外，蟋蟀80%的部分可以食用，而肉牛只有40%。也就是说，蟋蟀的投入产出比是肉牛的12倍。昆虫养殖可使用有机肥料，减少环境污染。家蝇是处理有机废料的“明星”，每年可“消化”13亿吨有机废料，人们将其加工成饲料添加剂，变“废”为宝，既减少环境污染，又节约了成本。养殖昆虫可以减少温室气体和氨气的排放。畜牧业（包括饲养和饲料）是温室气体排放的主要来源，占到温室气体排放总量的18%，超过了全球交通工具的排放总量。实验结果表明，除蟑螂、白蚁和金龟子外，绝大多数昆虫平均温室气体排放量低于猪、牛等家畜100～300倍食用昆虫养殖可减少人畜共患病发生的几率食用昆虫养殖业将成为继种植业、畜牧业之后的新兴农业昆虫作为人类未来的食物？具有食用昆虫的传统人类食用昆虫的历史可以追溯到3000年前。我国古代就将“蚁子酱、蝉和蜂”三种昆虫混合加工后作为贡品供皇帝祭祀和宴饮之用。在我国广西、云南、贵州等地的少数民族还保留着极具民族特色的食虫文化德国是最早开始食用昆虫开发和利用的国家自古以来我国各地各族人民即有用不同种类昆虫作为食品的风俗习惯美味佳肴：油炸蚂蚱、蒸蝗米、炒旱虾（均指蝗虫）、油浸蚕蛹、暴蚕宝、蚕蛹酱，油炸龙虱、龙虱火腿、烤干龙虱以及清炖蝉蛹、油炸茶象甲、蝇蛆八珍糕、食油箩蜂子、蚁蛹酱、蛴螬炖猪蹄、虫草珍鸡；营养饮料：蚁卵乳汁、虫茶饮、人参肉芽汤；酒：将昆虫与酒发酵陈酿后制成蚕蛹酒、蚁蛹酒。目前已知可食用昆虫多达600余种不同民族的食虫习俗仡佬族－蚂蚱，蝶蛹哈尼族－蚂蚱布朗族－蝉傣族－蚂蚁食用昆虫走上大众餐桌尚需时日文化传统和宗教观念让人们一时难以接受这种新型食品食用昆虫学方面的科研教育以及商业化推广的相对滞后引进新的昆虫物种会不会给当地生态平衡带来灾难？对食用昆虫的理论研究还不成熟，对其可能产生的毒副作用尚未充分论证国际上对于食用昆虫的“食品安全标准”尚未达成一致，有关法律法规仍有待完善。昆虫，作为理想的替代品，我们有什么理由拒绝呢？六、观赏昆虫——丰富人类的文化生活虎纹青凤蝶阿波罗绢蝶金斑喙凤蝶中华虎凤蝶凡能给人以美感，可供赏玩、娱乐以增添生活情趣、有益身心健康的昆虫都可称为观赏昆虫。昆虫的种类繁多，其中具有观赏、娱乐价值的种类甚多花间彩蝶飞舞树上秋蝉鸣唱夏夜萤光与群星争辉生机盎然的自然景观给人们的生活增添了无限情趣!视频我国昆虫资源的保护1988年国务院公布了国家重点保护野生动物名录，其中昆虫15种。一级保护昆虫：中华蛩蠊：吉林长白山；金斑喙凤蝶：分布于广东、广西、福建、海南；中华蛩蠊金斑喙凤蝶观赏昆虫可增添人们的生活情趣，有益身心健康。观赏昆虫有益于培养人们健康的审美情趣，增加对自然的了解，增强热爱自然和保护自然的意识。本讲结束，谢谢！