[科普中國]-胭脂蟲

在西班牙人到達(dá)新大陸之前，胭脂蟲已被當(dāng)?shù)厝朔N養(yǎng)，用于染料。西班牙人把這種顏料運(yùn)到西班牙，并迅速成 功，從而產(chǎn)生了一種行業(yè)。到了1600年，胭脂紅已成為墨西哥一種重要的出口產(chǎn)品，產(chǎn)值上僅次于金銀。出口的需求帶動了胭脂蟲的生產(chǎn)，整個17和18世紀(jì)，生產(chǎn)規(guī)模也不斷擴(kuò)大。僅在瓦哈卡地區(qū)，1758～1780年期間每年胭脂紅的平均產(chǎn)量達(dá)到100萬磅?？梢韵胂?，西班牙人千方百計想保守飼養(yǎng)的秘密，從而保持在胭脂蟲生產(chǎn)上的壟斷地位。當(dāng)局禁止活胭脂蟲的出口，甚至企圖掩蓋胭脂紅是昆蟲的事實，甚至傳播胭脂紅是從植物中提取的這樣的假信息，直到安東寧·列文虎克在他的顯微鏡下才揭開神秘的面紗。

最后法國人也設(shè)法在他們的領(lǐng)地建立了胭脂蟲養(yǎng)殖場，并于18世紀(jì)中期，成功地在阿爾及爾生產(chǎn)了胭脂蟲。胭脂蟲也被引入加那利群島，短期內(nèi)成為這種染料的主要出口地。1831年，整個加那利群島的胭脂蟲生產(chǎn)量只有4公斤，到了1850年，年產(chǎn)量已提高到40萬公斤。

目前胭脂蟲的產(chǎn)量不及1000噸，遠(yuǎn)低于需求量，價格看好，國際市場每公斤干蟲可達(dá)10多美元。中國已于2000年引入胭脂蟲。中國西南地區(qū)分布著大面積的干熱河谷，如金沙江、元江、瀾滄江、怒江等流域，不適于發(fā)展農(nóng)業(yè),但卻適于仙人掌的生長。如果在這些地方種植仙人掌并飼養(yǎng)胭脂蟲，將對生態(tài)環(huán)境的改善、農(nóng)民收入的增加產(chǎn)生積極的作用。大量的胭脂紅也可以改變“談紅色變”的境況。2

胭蚧古稱胭脂蟲，英名Cochineal scales， 胭珠蚧是其中著名的一類。最早林奈(Linne, C. )于1758年記錄有Coccus polonicus， 這就是著名的波斯珠， 現(xiàn)稱波斯胭珠蚧Porphyrophorapolonica (L. )。

兩百余年來研究學(xué)者與論文很多， 現(xiàn)知種類達(dá)34種， 分布?xì)W亞大陸及非洲， 甚至侵入北印度和東北亞， 總之非洲已知2種， 北印度1種， 東北亞2種， 其余都在地中海沿岸和中亞。我國解放前迄無記錄，解放后曾發(fā)表2個種。

過去由于描述蟲期不同， 形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)各異， 再加研究技術(shù)條件的差別， 往往將一些廣布性和泛食性種描繪為多種， 所以像屬模種polonica即有20個同物異名之多， 除此， 還可能有潛在的變種或亞種， 所以研究此屬的分類確是一個艱巨復(fù)雜的任務(wù)。研究歷史中在此值得一提的是一位已故的波蘭動物學(xué)家A. W. Jakubski。他在參加第一次世界大戰(zhàn)以后， 潛心研究此屬分類計劃編寫四卷有關(guān)專著， 闡明此屬在珠蚧科中的分類及其地位， 據(jù)知已完成兩卷， 不幸手稿毀于第二次世界大戰(zhàn)。但自1948年起他又在大英博物館研究歷時九年， 后染病早拆， 留存大批手稿， 經(jīng)該館作為資料打印成冊， 于1965年非正式出版。此稿被認(rèn)為是研究本類的重要著作， 但迄今尚無專文論證其確切價值， 僅被局部引用。3

1齡后期若蟲：蟲體橢圓形，長1.3mm，寬0.7mm。觸角發(fā)達(dá)，6節(jié)，長約0.1mm，基部3節(jié)粗壯，端部3節(jié)明顯變細(xì)，末節(jié)較長，呈圓棒狀，上有多根長剛毛。眼半球形，位于觸角下方?？谄鞔涛?，口針很長。足3對，發(fā)育良好，跗冠毛和爪冠毛各一對，均細(xì)長，爪無小齒。前后氣門大，長勺狀，硬化了的氣門蓋為不規(guī)則的形狀，無明顯的氣門路。五格腺分布全身，以腹面和背面的腹節(jié)為多，在腹面的最后腹節(jié)五格腺成簇，多達(dá)30個或更多。管腺具寬的內(nèi)管在腹面體緣區(qū)分布，數(shù)量不是很多，頭部也有少量分布。腹面刺毛細(xì)長，零星散布。背面刺毛柱狀或截錐狀，呈帶狀分布，共5條，背中區(qū)1條，亞中區(qū)2條，緣區(qū)2條。體緣背刺在腹部最后幾個腹節(jié)為兩個一組，相當(dāng)粗壯，且周圍有一小簇五格腺，朝向頭部刺毛逐漸變短變細(xì)。背刺長度與擴(kuò)大了的基座直徑比為1.3～1.6，蟲體腹末無臀瓣,肛門形狀為橫向裂口。

雌成蟲：蟲體卵形，分節(jié)明顯，長2.3～3.2mm，寬1.5～2.2mm。觸角發(fā)達(dá)，7節(jié)，長143～173μm，具粗鈍的刺毛，兩觸角間距143～270μm。眼突出，直徑36～51μm，兩眼間距306～714μm。足中等粗度，較短，爪無小齒，跗冠毛和爪冠毛細(xì)長。氣門喇叭狀。胸部腹面有3個腹疤。管腺具寬的內(nèi)管，分布整個腹面。腹面的五格腺在前后氣門的周圍分布，不成列，在腹部末端則成簇。背面的五格腺單個或成群分布，常與一個管腺相連，3個一群排成品字形狀者最為常見，而一群中五格腺數(shù)量為5～9個。背刺為截柱狀，基部擴(kuò)大，散布全身，且在腹部的多而大，頭部的少而短。肛門開口于蟲體背面末端，肛環(huán)及肛環(huán)刺毛均無。4

洋紅蚧屬的所有種具相似的生活周期， 雌蟲有4個發(fā)育階段：卵，1齡若蟲(爬蟲)， 2齡若蟲， 成蟲。雄蟲有6個發(fā)育階段：卵， 1齡若蟲， 2齡若蟲，前蛹， 蛹， 成蟲。

（1）產(chǎn)卵。雌蟲在交配后， 體形變大， 不久即開始產(chǎn)卵，卵主要產(chǎn)于晚上， 產(chǎn)卵開始時， 僅有少數(shù)卵產(chǎn)下并持續(xù)一段時間， 之后達(dá)到一產(chǎn)卵高峰， 此時產(chǎn)下的卵呈鏈狀， 一個接一個，到產(chǎn)卵后期， 雌蟲開始微縮直至死亡。雌蟲離開寄主后，能繼續(xù)產(chǎn)卵， 體型大的雌蟲有較長的產(chǎn)卵時期， 卵期能持續(xù)30～50d。每一雌蟲的平均產(chǎn)卵量為430頭， 多的可達(dá)600頭。胭脂蟲卵淺紅色，卵形， 表面光滑。卵產(chǎn)下后30min內(nèi)即孵化， 由于孵化很快， 有人誤認(rèn)為胎生， 事實上沒有一個雌成蟲是直接產(chǎn)若蟲的。

（2）孵化。卵孵化不久可透過卵黃觀察到若蟲，卵從頭部沿背腹縱線開始破裂， 一直到卵的中部，若蟲從卵黃中出來需4～20min， 最初足、觸角和口器粘在身體上， 1， 2min后開始展開。

（3）擴(kuò)散。剛孵化的若蟲即1齡若蟲也叫“爬蟲”，卵形， 長約1mm， 寬0.5mm，亮紅色， 足發(fā)達(dá)， 觸角分節(jié)明顯。孵化后“爬蟲”先在母蟲的保護(hù)蠟下呆幾分鐘， 然后開始轉(zhuǎn)移到其他地方， 通常是爬到寄主的頂端， 找尋新的莖片。

（4）固定。初孵若蟲1～2d內(nèi)尋求地方固定， 該蟲具有趨觸習(xí)性， 喜歡固定在刺基部或不平整的地方，同時該蟲具有負(fù)趨光性， 對光線較為敏感， 它們通常選擇莖的背陰面固定， 一旦固定就不再移動。雄蟲常固定在母蟲附近，而雌蟲則要遠(yuǎn)一些.

（5）泌蠟。若蟲孵化1h后即開始泌蠟， 泌蠟時，先在腹部背面出現(xiàn)一些白色小點， 然后是胸部， 幾小時后， 若蟲即布滿了白色的蠟粉及一些短的蠟絲， 這些蠟絲是從大的背部剛毛基部的腺體產(chǎn)生的， 蠟絲直立生長， 長度不斷加長， 這些蠟絲易碎，并有助于1齡若蟲的擴(kuò)散。

（6）發(fā)育。胭脂蟲在不同的環(huán)境條件下發(fā)育速率差異很大， 下面就D.coccus在兩種環(huán)境下的發(fā)育作一概述。雌蟲：1齡若蟲在24 ℃，65%的相對濕度下， 35～38d后蛻皮， 在26 ℃， 60%的相對濕度下， 25～27d后蛻皮。蛻皮后， 需重新固定， 常常是固定在原來的地方，但有時會移動， 并且不能成功固定。在24 ℃。 65%的相對濕度下。 第2次蛻皮出現(xiàn)于第1次蛻皮后的20～23d， 在26 ℃， 60%的相對濕度下， 出現(xiàn)于11～15d。第2次蛻皮后， 雌蟲即成為成蟲。在24 ℃， 65%的相對濕度下， 成蟲35～37d后開始產(chǎn)卵， 而在26 ℃， 60%的相對濕度下，僅需要32～35d。雄蟲：1齡雄蟲與1齡雌蟲相似，不同的是雄蟲離母體不遠(yuǎn)， 并且其分泌的蠟絲要比雌蟲短而少。第1次蛻皮后， 雄蟲即進(jìn)入2齡， 比2齡雌蟲要稍微大一些， 蛻皮后4d， 雄蟲就開始用蠟絲形成一白色柱形繭， 這個繭開口于后端， 長約2.5mm， 寬1.4mm， 1d后， 繭即完成， 雄蟲在前蛹及蛹階段一直呆在繭內(nèi)， 不取食， 直到成蟲出現(xiàn)。在24℃， 65%的相對濕度下， 從卵的孵化到成蟲出現(xiàn)需67d， 而在26℃， 60%的相對濕度下， 需43d。

（7）性比。據(jù)實驗室觀察， D.coccus的性比約為雌∶雄=2∶1。5

1．在15～38℃范圍內(nèi)的7個不同溫度條件下飼養(yǎng)觀察各蟲態(tài)的存活情況，胭脂蟲在15℃以下和38℃以上，死亡率很高，均不能完成其生活史。由于在15℃和38℃下，胭脂蟲死亡率極高，所以我們只在18～35℃范圍內(nèi)研究溫度對其發(fā)育的影響。結(jié)果表明在18～35℃范圍內(nèi)，各蟲態(tài)的發(fā)育歷期隨溫度升高而縮短，發(fā)育速率隨溫度升高而增加，35℃下的歷期（36.6d）較18℃下的相應(yīng)值（97.8d）縮短近2/3。胭脂蟲的單雌重及抱卵量并不與溫度成正比，18℃到25℃下，蟲體大小和抱卵量差別不大，25℃下蟲體最大，抱卵量也最大，而30℃、35℃下，胭脂蟲發(fā)育較快，但雌蟲個體相對偏小，抱卵量降低。這說明適當(dāng)高溫雖然可縮短胭脂蟲的發(fā)育周期，但過高溫度并不是其生長發(fā)育的最適條件。

2．胭脂蟲的各齡期隨密度的降低而縮短，密度過高（4.5～5頭/cm2），生長發(fā)育生較慢，但是在胭脂蟲生長發(fā)育初期（一齡～二齡），密度對其發(fā)育歷期的影響不是很大。二齡以后，隨密度降低，齡期顯著縮短，2.5頭/cm2時的歷期較5頭/cm2時發(fā)育歷期（56.4d）縮短近1/3。所以我們可將飼養(yǎng)密度控制在2.5～3.5頭/cm2。胭脂蟲的體重及抱卵量與密度成正比，在低密度下（1.5～3.5頭/cm2），胭脂蟲單雌體重及單雌抱卵量差異不大，這說明胭脂蟲飼養(yǎng)密度不宜過高。

3．6～24小時梯度光照條件下，胭脂蟲各齡發(fā)育歷期隨光照時間延長而延長，24小時光照下的發(fā)育歷期較6小時光照條件下的歷期延長10天左右。但完全黑暗條件（0小時光照）下飼養(yǎng)胭脂蟲要比6小時光照時的發(fā)育歷期長。隨光照時間延長胭脂蟲單雌重和單雌產(chǎn)卵量降低，6小時光照條件下單雌重和產(chǎn)卵量都達(dá)到最高，分別是0.012g和478粒，而24小時光照僅為0.008g和341粒。但完全黑暗條件并不利于其生長。可以看出，6小時光照對其生長發(fā)育及其作為產(chǎn)品的生產(chǎn)最為有利。

4．寄主生長時間過短和過長均不利于胭脂蟲生長。生長時間為12～24個月的寄主對胭脂蟲生長較為有利，其發(fā)育歷期為45.94～48.9天。而采用生長期為6個月的寄主，發(fā)育歷期達(dá)到60.6天，在生長期為36個月的寄主上飼養(yǎng)的胭脂蟲，發(fā)育歷期為53.82天，因此這兩種生長期的寄主均不適合用于飼養(yǎng)胭脂蟲。胭脂蟲的體重及抱卵量幾乎與寄主生長期成正比，在生長期為6～24個月的寄主的飼喂下，蟲體大小和抱卵量隨寄主生長期延長而增大，而在生長了36個月的仙人掌莖片上生活的胭脂蟲單雌重和抱卵量較之24個月的寄主條件下稍有降低。這說明生長期稍長的仙人掌莖片比較適合用來飼養(yǎng)胭脂蟲，但莖片不可過老。以一到兩年生的仙人掌莖片為6．胭脂蟲雌成蟲的營養(yǎng)成分分析表明其主要組分是：水分含量為69.94%、干物質(zhì)含量為30.06%、在干物質(zhì)中粗蛋白占43.98%、粗脂肪占6.4%/、粗灰分占5.38%、總糖占7.045%。人體所需要的微量元素也很豐富，含有：K、Na、Ca、Fe、Zn、Mn、Cu、P、Mg、Co等十幾種元素。胭脂蟲雌成蟲蛋白質(zhì)含量占總干物質(zhì)的43.98%。含有19種氨基酸。其中含有成人所需8種必需氨基酸（THR、VAL、MET、ILE、LEU、PHE、LYS、TYR）和兒童所必需的另外兩種必需氨基酸（HIS、ARG）。人體必需氨基酸量占總氨基酸量的51.34%。胭脂蟲體內(nèi)含有10種微量元素，僅占體重的0.01%，其中以K、P、Mg含量較為豐富，分別為8130.01μg/g、6333.33μg/g、2589.00μg/g。

5．從胭脂蟲雌成蟲消化道內(nèi)分離出4種細(xì)菌，均為革蘭氏陽性、兼性厭氧的球形細(xì)菌，在不同溫度、PH值、NaCl濃度條件下培養(yǎng)菌，4個菌株均在25℃，中性偏堿，低NaCl濃度下生長較好。經(jīng)對4個菌株的培養(yǎng)性狀及其生理生化反應(yīng)特性分析鑒定，可知4個菌株分別隸屬于明串球菌屬、鏈球菌屬、孿生球菌屬，及微球菌屬。

作為一種重要的經(jīng)濟(jì)昆蟲，為獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益，繁養(yǎng)技術(shù)十分重要。

1、繁養(yǎng)方式：

⑴室外放養(yǎng)。即大田種植仙人掌，直接接種胭脂蟲進(jìn)行繁養(yǎng)，待蟲體成熟后進(jìn)行采收。這種方法受外界影響較大，胭脂蟲產(chǎn)量不高，采收不便，效益較低。

⑵室內(nèi)繁養(yǎng)。即將仙人掌莖片取回，接種上胭脂蟲，在室內(nèi)進(jìn)行培育。這種方法的優(yōu)點是可以避開雨水沖刷，溫、濕度和光照可以控制，放蟲、收蟲較為方便，是胭脂蟲培育較理想的繁養(yǎng)方式。

2、接種方式：

⑴靠接。用已寄生有胭脂蟲的仙人掌莖節(jié)與被轉(zhuǎn)接的莖節(jié)相靠，產(chǎn)出的1齡若蟲自然爬行到被轉(zhuǎn)接的莖節(jié)上實現(xiàn)轉(zhuǎn)接。此法費工多，轉(zhuǎn)接的若蟲分布不均衡，不適于規(guī)?；别B(yǎng)。

⑵直接轉(zhuǎn)接。用柔軟的毛刷收集1齡若蟲后，將其直接轉(zhuǎn)接到寄主上。此法具有蟲體發(fā)育整齊，便于成蟲采收的優(yōu)點。

⑶三角紙袋轉(zhuǎn)接。每紙袋收集已掉糖（雌成蟲尾部分泌出的糖液）近臨產(chǎn)的雌成蟲10頭，用大頭針固定在被轉(zhuǎn)接的莖節(jié)上，產(chǎn)出的1齡若蟲即可自然爬行后寄生。此法適于規(guī)模繁養(yǎng)。

廣泛應(yīng)用于制衣、食品、化妝品、醫(yī)藥、飲料等行業(yè)，是唯一一種品質(zhì)優(yōu)良的純天然、無任何毒副作用的動物色素，在世界上具有重要的地位，在現(xiàn)代有機(jī)顏料具有致癌性的情況下，無疑又具有重要的現(xiàn)實意義。

胭脂蟲紅色素的性質(zhì)及加工利用

胭脂紅酸色素（也稱胭脂紅、洋紅酸）為一種含蛋白質(zhì)的糖，易溶于水，對光、熱、氧具有良好的穩(wěn)定性，是食品、化妝品、醫(yī)藥及紡織品的優(yōu)良著色劑，也是唯一一種經(jīng)美國食品和藥物監(jiān)督管理局允許既可用于食品，又可用于藥品和化妝品的天然色素。它能在毛線和絲綢上產(chǎn)生很漂亮的深紅色、粉紅色及淺紅色，但不適用于棉布。在化妝品中主要用于制作口紅，食品工業(yè)中一般用于飼料、酒、面包制品、乳制品、糖果、泡菜，但其主要限制是在低pH值下不能溶解。另外，胭脂紅少量用于繪畫著色及生物標(biāo)本制作。此外，胭脂蟲紅色素對防止因致癌物所致的DNA損傷有明顯的抑制作用，并可用于病毒性疾病、癌癥和艾滋病的防治?，F(xiàn)在胭脂紅酸及胭脂紅在北美和西歐已得到廣泛認(rèn)可及應(yīng)用，但個別歐洲國家對其在食品和飲料中的應(yīng)用范圍及劑量進(jìn)行了限制。

人工合成的色素盡管在種類和色澤上都很好，但因其對人體毒性的問題未能很好解決，所以開發(fā)天然無毒的食品和化妝品色素資源十分重要，而胭脂紅色素作為一種天然色素，因其穩(wěn)定、安全和顏色的可調(diào)性等特點，在食品著色、染料、化妝品等行業(yè)的作用越來越大，并發(fā)展成為一種頗具規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。

當(dāng)前，胭脂紅的國際市場價格已達(dá)到530美元/千克。據(jù)估計，其市場需求量將會以每年3-5%的速度增加，歐洲各國正對食品工業(yè)中的色素和其他添加劑制訂規(guī)范條例，合成色素有可能在大范圍內(nèi)被禁止使用，因此，胭脂紅色素將有很廣闊的發(fā)展前景。

中國亞熱帶半干旱的許多地區(qū)，生態(tài)環(huán)境十分脆弱，不適于發(fā)展農(nóng)業(yè)，但卻適于仙人掌生長，在這些地方推廣種植仙人掌并飼養(yǎng)胭脂蟲，一方面可以綠化荒山，改善生態(tài)環(huán)境，另一方面能增加農(nóng)民收入，還可解決農(nóng)村大量閑散勞動力問題。