化學生態(tài)學：破譯生物的化學語言

你是否想過：

為什么住在同一個寢室的女生，生理周期會漸漸同步？

為什么同一塊土地連續(xù)種植同一種作物，長勢會越來越差？

為什么一只雄蛾能穿越幾公里，精準找到雌蛾的所在地？

這些看似“玄妙”的現(xiàn)象，其實背后都有一套共同的語言在起作用——化學信息。

生物之間，正是通過揮發(fā)性物質(zhì)、信息素、次生代謝物等化學信號，實現(xiàn)交流、競爭、協(xié)作甚至欺騙。

而這，正是化學生態(tài)學研究的核心。

什么是化學生態(tài)學？

化學生態(tài)學是一門年輕而充滿活力的交叉學科，它關注的是生物之間通過化學物質(zhì)進行信息傳遞的機制與規(guī)律。

在地球上所有的生態(tài)系統(tǒng)中，生物間的化學聯(lián)系是一種普遍規(guī)律。

從昆蟲尋找伴侶，到植物抵御害蟲；從微生物影響宿主行為，到全球氣候變化下的生態(tài)響應——生物間的化學通訊交織在一起，形成一個紛繁復雜的化學信息網(wǎng)絡。

解析生物的化學語言及交流方式，就是化學生態(tài)學的研究內(nèi)容。

青蒿 Artemisia carvifolia

圖源：中國生物志庫

我們的祖先早就懂得利用蒿草驅(qū)蚊，使用植物提取物防治害蟲。而與害蟲作斗爭，人類越走越遠，從草木灰、硫磺、瀝青到DDT，消滅了害蟲，但也傷害了自己。長期依賴化學農(nóng)藥，帶來了環(huán)境污染與食品安全問題，“農(nóng)藥殘留”至今仍然是不可避免的食物安全問題之一。

而昆蟲與植物本身就存在著斗爭和協(xié)調(diào)的關系，因此有些學者提出應當“以自然為師”，通過解析生物間天然的化學通訊網(wǎng)絡，發(fā)展綠色防控策略，實現(xiàn)人與自然的和諧共處，化學生態(tài)學初見雛形。

劉冬/供圖

如今，經(jīng)歷了60多年的發(fā)展，不斷借鑒其他學科的理論和技術，特別是化學、生物化學、分子生物學、組學等理論和技術得到廣泛應用，化學生態(tài)學已成為名副其實的多學科的交叉學科。

為什么要關注化學生態(tài)學？

因為，這與每個人的生活息息相關。

糧食安全：通過信息素干擾害蟲交配，可以減少農(nóng)藥使用，讓你我餐桌上的食物更加放心安全；

生態(tài)保護：理解種間化學作用，能夠為生物多樣性保護提供依據(jù)，為傳統(tǒng)生態(tài)學觀察到的食性、分布、行為提供更深層的理論支持；

人類健康：研究蚊蟲定位宿主的化學機制，能夠防控蟲媒疾病，研究生物對化學信息物質(zhì)的感受機理，能夠?qū)θ祟悓τ谀X功能的認識產(chǎn)生重大影響。

從實驗室到田間，從理論到產(chǎn)品，化學生態(tài)學正在成為解決農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、環(huán)境等領域?qū)嶋H問題的重要支撐。

如何研究化學生態(tài)學？

化學生物學的研究重點涉及的領域有很多，比如化學感受機理、昆蟲信息素的研究和應用、植物誘導反應和誘導抗性、植物化感作用、海洋生態(tài)系統(tǒng)化學生態(tài)學、脊椎動物和人的化學生態(tài)學等等。

而研究方法也不一而足。

萬幸，如此重要、復雜、多元的學科，有一本能夠?qū)栴}說清楚的著作可以參考——《化學生態(tài)學》（第三版）。

由閆鳳鳴、湯清波、趙新成三位教授主編的《化學生態(tài)學》（第三版），近日由科學出版社正式出版。

該書自2003年首版以來（2003第一版，2011年第二版），已成為國內(nèi)眾多高校和科研院所的經(jīng)典教材和參考書。

自2021年起，閆鳳鳴團隊聯(lián)合國內(nèi)化學生態(tài)學研究的中青年專家對第二版進行修訂，經(jīng)反復打磨，于2025年10月出版了第三版。

新版哪里不同？

內(nèi)容全面更新

第三版全面反映了近年來化學生態(tài)學的學科新發(fā)展、技術新進步。

全書共23章，包括“原理篇”（12章）、“方法篇”（9章）和“應用篇”（2章）。

較第二版新增8個章節(jié)：

“多營養(yǎng)級互作的化學生態(tài)學”

“微生物介導的化學生態(tài)學”

“全球變化下的化學生態(tài)學”

“復合種植作物化學生態(tài)學”

“分子生物學驅(qū)動的化學生態(tài)學”

“組學、RNA干擾和轉(zhuǎn)基因技術方法”等章節(jié)。

兼顧理論與技術

康樂院士作序推薦：“這是目前為止我國唯一同時涵蓋理論和技術的化學生態(tài)學著作。”

比起前兩版，第三版的“方法篇”更加突出實用性和指導性。編寫原則是簡要概述原理，詳述實驗方法。因此研究生和青年研究人員可以將其作為化學生態(tài)學的實驗指導書。

“化學生態(tài)學家的綜合素質(zhì)培養(yǎng)”一章還為學科的人才成長，給予了學術和倫理方面的具體指導。

強調(diào)應用轉(zhuǎn)化

第三版新增“應用篇”，系統(tǒng)總結昆蟲信息素在病蟲害綠色防控中的實踐成果，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供解決方案。

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適合誰讀？

• 生態(tài)學、植物保護、昆蟲學、環(huán)境科學等專業(yè)師生；

• 從事農(nóng)業(yè)技術、生物防治、生態(tài)保護的科研人員；

• 對自然奧秘感興趣、希望理解生物間“暗語”的科普愛好者。

目前第三版已正式出版，點擊圖片即可購書，享受新書79折優(yōu)惠，雙十一同價。

用一本書，讀懂自然界最隱秘的“化學對話”。

主編：閆鳳鳴 湯清波 趙新成

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撰文 | 劉冬

審核 | 閆鳳鳴

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