这种隐蔽的生存方式使它们难以被发现和消灭。但加州大学河滨分校的研究人员发现了白蚁无法隐藏的一个生物学弱点:它们必须蜕皮。
2025年发表在《经济昆虫学杂志》上的一项研究表明,双三氟虫脲——一种干扰新外骨骼形成的昆虫生长调节剂——能以极高的效率杀死西部干木白蚁。在受控实验室实验中,当白蚁可以在处理过和未处理过的木材之间进行选择时,该化学物质产生了95.7%的死亡率;而当它们持续暴露于处理过的木材时,死亡率约为99%。
利用白蚁的生长机制对付它们
“这种化学物质比传统用于干木白蚁侵扰的化学物质更环保,”该论文的通讯作者、加州大学河滨分校昆虫学系博士生尼古拉斯·普洛斯说。“它专门针对昆虫,不会伤害人类。”
这种选择性源于该疗法所针对的生物学特性。人类和其他哺乳动物具有内骨骼,但昆虫依赖于一种称为外骨骼的坚硬外壳。其最重要的成分之一是几丁质,这是一种提供结构和强度的耐用天然材料。
几丁质在自然界中很常见。它有助于形成昆虫外骨骼、真菌细胞壁、鱼鳞,以及鱿鱼和章鱼的喙等结构。对于白蚁而言,它提供了保护性装甲,同时也为肌肉创造了坚固的附着点。
对于正在生长的白蚁来说,问题在于这种装甲不能简单地无限拉伸。干木白蚁一生中大约蜕皮七次,脱落旧的外骨骼并换上更大的新外骨骼。
双三氟虫脲将这一不可避免的过程转变成了致命弱点。它属于一类被称为几丁质合成抑制剂的化合物。它不像传统的速效毒药那样起作用,而是破坏昆虫为下一个外骨骼制造足够几丁质的能力。
“一旦白蚁达到某个阶段,它们就必须蜕皮。它们无法避免这一点,”加州大学河滨分校昆虫学教授兼资深论文作者Dong-Hwan Choe说。“在使用了致死剂量的这种化学物质后,它们会试图脱落旧的外骨骼,但没有新的外骨骼准备好保护它们。”
该疗法不会立即致死
这一机制也解释了为什么双三氟虫脲起效相对较慢。研究人员首先观察到活动和进食的减少。白蚁继续向下一次蜕皮发展,但最终未能成功完成蜕皮并死亡。
该团队比较了三种几丁质合成抑制剂:双三氟虫脲、氟啶脲和氟酰脲。在测试的浓度下,双三氟虫脲产生死亡的速度最快。在一项白蚁没有未处理替代木材的实验中,0.1%的双三氟虫脲处理在60天后产生了约99%的死亡率。当向白蚁同时提供处理过和未处理过的木材时,相同浓度产生了大约96%的死亡率。
这些数字很重要,因为干木白蚁是特别具有挑战性的目标。与维持与土壤相连的群体的地下白蚁不同,干木白蚁可以完全生活在木块内部。
“它已成功用于地下白蚁,它们也是重要的结构性害虫,”Choe说。“但本土的西部干木白蚁同样重要,尤其是在加州。”
少数暴露的白蚁可以传播致死剂量
也许最引人入胜的结果涉及只有部分群体接触双三氟虫脲后发生的情况。
白蚁是群居昆虫,经常交换食物和其他物质。研究人员将一些白蚁暴露于双三氟虫脲,然后将它们与同一群体中未处理的成员放在一起。使用有色食物来追踪个体之间物质的流动。
在24至48小时内,来自暴露白蚁的物质已经到达了先前未处理的同伴那里。更引人注目的是,在最初只有5%的白蚁接触过双三氟虫脲的群体中,到第90天最终达到了100%的死亡率。以50%暴露白蚁开始的群体显示出大致相似的生存模式。
这表明少数白蚁可以保留足够多的双三氟虫脲,以帮助将有效剂量带入群体更深处。
加州大学河滨分校团队后来的观察提供了一次难得的近距离观察社会行为的机会,这种行为可能有助于物质在这些隐蔽的群体中传递。2026年,研究人员重点展示了西部干木白蚁进行肛门交哺的图像和视频,这是一种一只白蚁从另一只白蚁后肠接收物质的进食行为。这种交换很重要,因为它传递了帮助白蚁消化木材的营养物质和肠道微生物。
通常情况下,这种高度的社会合作有助于群体生存。然而,对于害虫控制来说,如果这种行为有助于疗法到达从未直接接触处理过木材的白蚁那里,同样的行为可能会成为一种优势。
整体结构熏蒸的可能替代方案
因此,双三氟虫脲的缓慢起效可能是有用的,而不仅仅是一个缺点。立即致死的化学物质可能会在暴露的白蚁有太多机会与同伴互动之前就将其消灭。延迟起效的疗法给了受污染个体移动和交换物质的时间。
“我们相信这种局部处理方法可以杀死更大的群体,并且比目前的白蚁控制方法更容易传播,”Choe说。“你不需要使用太多就能得到非常好的效果。几丁质合成抑制剂作为干木白蚁的局部处理方法显示出了前景。”
当侵扰是局部的且可触及的时候,这最终可能为房主提供另一种选择。
结构熏蒸仍然是消除整个建筑干木白蚁侵扰的最有效方法之一。但它具有破坏性。居民必须离开,食物必须得到保护或移走,而且该疗法不会留下持久的保护以抵御后来到达的白蚁。2025年的研究还指出,成本高和缺乏残留保护是整体结构熏蒸的重要缺点。
“像这样的低影响策略在许多情况下将成为一个有吸引力的选择。此外,该化学物质可能会在木材中保持一段时间的活性,有可能提供针对未来侵扰的保护,”Choe说。
实验室结果并不意味着用双三氟虫脲处理房屋会自动产生相同的死亡率。实验是在受控条件下使用小白蚁群体进行的,研究人员将这些发现描述为支持进一步开发双三氟虫脲作为局部疗法或可能的诱饵成分。
另一种策略将白蚁引向毒药
双三氟虫脲只是加州大学河滨分校提高靶向白蚁疗法有效性努力的一部分。
同一个实验室还研究了蒎烯,这是一种由许多树木自然释放的芳香化学物质。对于生活在木材内部的西部干木白蚁来说,这种气味就像一个信号,指向其环境中潜在具有吸引力的部分。
研究人员测试了蒎烯是否可以将白蚁从它们聚集的地方引诱到局部杀虫剂沉积物处。早期的实验发现,这种方法提高了水性氟虫腈处理的性能。
“我们看到了单独使用杀虫剂与杀虫剂加蒎烯在死亡率上的显著差异,”Choe说。“没有蒎烯,我们得到了大约70%的死亡率。当我们加入它时,死亡率超过了95%。”
这个想法后来又向潜在的实际应用迈进了一步。加州大学于2025年4月提交并于2025年10月公布的一项专利申请,描述了将α-蒎烯或β-蒎烯添加到针对西部干木白蚁的局部杀虫剂注射中。该申请提出,将白蚁引向处理区域可能允许技术人员将处理孔的间距拉大,同时减少劳动力以及可能需要的杀虫剂量。这些可能性仍然是该专利申请的一部分,而不是证明该方法已经取代了现有处理方法的证据。
研究人员仍需要更好的给药方法
在基于实验的疗法能够轻松转化到家庭应用之前,双三氟虫脲还面临着一个实际障碍。
在实验室研究中,研究人员将该化学物质溶解在丙酮中并将其涂抹在木块上。在引入白蚁之前,允许溶剂挥发。丙酮在实验中很有用,但其易燃性和强烈气味使其不适合常规的家庭处理。
“我们正在努力使其在现实场景中的实际应用更加可行,”普洛斯说。
开发一种实用的配方可能会产生重大影响,因为成功控制干木白蚁需要的不仅仅是拥有一种能杀死它们的杀虫剂。技术人员还必须确定白蚁是否仍然存在,以及活跃的群体位于结构内部的哪个位置。
白蚁粪便可能揭示群体是否活跃
这个检测问题现在已成为加州大学河滨分校研究人员的另一个重点。
干木白蚁会从其木质虫道中排出微小、坚硬的粪便颗粒。这些颗粒堆可以提醒房主有虫害,但有一个问题:旧颗粒在白蚁消失很久后仍可保留。因此,仅仅发现粪便并不一定证明白蚁目前是活跃的。
在双三氟虫脲研究之后发表的研究发现,这些颗粒内部的微生物可能提供一种生物钟。
普洛斯及其同事检查了新鲜的西部干木白蚁粪便颗粒,以及陈化了三个月、六个月和一年的样本。他们发现,随着颗粒陈化,细菌DNA急剧下降。在以天然硬木为食的白蚁产生的颗粒中,新鲜样本与陈化一年的样本之间的估计数量下降了高达190倍。在以花旗松(一种常用于房屋框架的木材)为食的白蚁产生的颗粒中,也出现了类似的大幅下降。
细菌的类型也发生了变化。一些与新鲜颗粒相关的细菌群随着样本陈化而消失。研究人员确定了五个在新鲜花旗松衍生颗粒中一致发现但在陈化特定时期后消失的细菌科。
该团队希望这些微生物特征最终能成为简单诊断工具的基础,帮助害虫防治专业人员确定白蚁痕迹是否足够新以证明进行处理的必要性。
这可以与双三氟虫脲等方法互补。一种策略旨在告诉技术人员侵扰在何处仍然活跃,而另一种策略则试图用更局部的疗法消灭白蚁。
在木材内部传播的害虫
更好的检测和更有针对性的疗法可能会变得越来越有价值,因为西部干木白蚁并不局限于一个小区域。
该物种原产于美国西南部和墨西哥西北部的部分地区,在加州作为结构性害虫尤为重要。人类对木材、家具和其他木制品的运输也将其带到了远超其原始分布范围的地方。研究人员已经记录了在夏威夷、纽约、佛罗里达、加拿大、中国、日本、韩国和澳大利亚等地引入的种群。
它们的生活方式使得这种传播特别难以控制。一个群体可以隐藏在一块木头内部,而有翅繁殖白蚁是少数经常外出的生命阶段之一。
气候条件也有助于决定运输的白蚁在到达新地方后是否能定居下来。随着适宜条件的转移,研究人员担心这些昆虫可能会在更多地区成为问题。
“随着我们在世界各地运输木材,白蚁不断被运送到新的地点。如果它们发现那里的气候可以接受,问题就会蔓延,”Choe说。“在这些白蚁常见的地区,房屋遭受侵扰只是时间问题,因此这项研究是迈向控制它们的替代策略的良好初步步骤。”
综合来看,这项工作指向了一种不同风格的白蚁控制方式。研究人员正试图利用昆虫自身的生物学特性、社会行为、进食习惯,甚至它们的微生物痕迹,而不是仅仅依赖于处理整个结构。
对于几乎一生都隐藏在视线之外的白蚁来说,这些生物学线索最终可能会使它们更难隐藏。