微型机械仿生雌性昆虫制造技术

本发明专利技术为有效控制昆虫的大发生的装置，更具体地说，涉及利用仿生材料，微型机械设计原理，充分利用昆虫的性外激素诱集原理，通过人造机械雌性昆虫吸引雄性昆虫后，两者进行交配。在雄虫将阳茎送入雌性生殖腔之后，通过机械切除手段去掉雄性昆虫的部分阳茎，使其不具备交配的能力，但仍存在交配的行为。然后利用这些无法正常交配的雄性昆虫和正常雌雄昆虫产生交配行为，而只能产生孤雌生殖后代。整个设计既能使大发生的昆虫群体得到有效控制，又能有效防止该种生物的灭绝（留有孤雌生殖后代）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术为有效控制昆虫的大发生的装置，更具体地说，涉及利用仿生材料，微型机械设计原理，充分利用昆虫的性外激素诱集原理，通过人造机械雌性昆虫吸引雄性昆虫后，两者进行交配。在雄虫将阳茎送入雌性生殖腔之后，通过机械切除手段去掉雄性昆虫的部分阳茎，使其不具备交配的能力，但仍存在交配的行为。然后利用这些无法正常交配的雄性昆虫和正常雌雄昆虫产生交配行为，而只能产生孤雌生殖后代。整个设计既能使大发生的昆虫群体得到有效控制，又能有效防止该种生物的灭绝(留有孤雌生殖后代)。
技术介绍
众所周知，对于有害昆虫的治理，目前市面上主要以化学药剂和生物防治为主。但正如现实所证明的，这两种方法都出现的无法克服的问题。在化学防治上，主要通过农药进行防治。但是农药(除一些特异性杀虫剂外)之所以对有害生物具有防治效果，基本上都是由于药剂对生物体具有毒效。因此在目前农药设计上，研究人员要花大量精力以生物个体为对象研究农药对哺乳动物毒性、毒理及防治对象的作用机制。即便如此，目前仍必须提倡科学使用农药，以减少人畜中毒，减轻环境污染。另外，目前市面上存在的杀虫剂的广谱性，让人类等非靶标生物受到其危害，更加上生物富集作用，最终散布在环境中的农药残留汇集到人类等高等生物。而从防治效果看，由于物竞天择的自然选择，化学药剂的长期使用，一些害虫已经产生很强的抗药性，因此单从农药学角度，新农药的筛选是一个必须长期进行的工作。而目前最新研究方向的生物防治技术，也有其无法克服的困难。的确，利用自然界中的有益生物来控制害虫的种群数量有较好的效果，更重要的是能有效克服以上大部分在农药防治中出现的问题。但是，生物防治有以下三个缺点：1、防治的对象依然具有光谱性，有益生物不仅仅控制了害虫的种群数量，往往还同时影响其它非靶标生物；2、有益生物对于原本的环境是一种新型入侵生物，在防治害虫的同时，往往无法确定有益生物的最终去向；3、生物防治的材料存在大量浪费，一般只有低于使用量的5％的生物制剂真正作用在靶标害虫上；4、有益生物进入原本的害虫所在的生态系统之后破坏了原本的生态平衡，由于生态系统的整体性，在害虫有可能得到防治的前提下，原本生态系统中其他。当然，目前有一种通过制造不孕基因手段来治理昆虫。的确，这种方式可以有效地根治某种生物防治昆虫。但是这种方案由于不稳定的基因的存在，无法保证这种方式不会对整个生态系统基因整体稳定性造成毁灭性损害，甚至直接或间接地危害到人类。单从生态系统的稳定性角度，若一种新型人工变异的昆虫能够减少原本该种正常昆虫的存在，即所谓的演替，根据博弈论及生物进化论推断，这种趋势必然导致该昆虫的灭绝。由于生态系统的整体性，可能导致食物链、食物网的断裂。这种破坏，无论是在数学建模上还是现在已经发生的种种由于种群灭绝导致生态系统崩溃的已有事实，都显示用基因手段来治理昆虫具有使整个生态系统的一部分或更为严重的崩溃的可能性。-->
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种通过全新角度高效控制某类昆虫大量繁殖，但又不至于灭绝该类昆虫，并且绿色不对环境造成污染的机械杀虫装置，是集成了集成了目前科技前沿的微型机械技术，昆虫诱集技术，昆虫本身的生理代谢，太阳能收集板技术，仿生材料为一体的机械杀虫装置。由于实验设计中所设置的性激素浓度高于普通雌性昆虫，受性激素的影响，雄性昆虫将对所设计的昆虫进行交配行为。当雄性生殖器进入所设计的昆虫生殖腔内，生殖腔口上的刀片便会立刻对雄性生殖器进行切割，从而雄性昆虫将失去性能力。由于进行单次性行为所需时间减少，及机械化昆虫含更高浓度性激素，必然，设计的雌性昆虫所进行交配的次数远远大于正常的雌性昆虫，由于雄性昆虫的生殖器遭到破坏，无法再进行真正的交配行为，目前已有的研究表明，在雄性昆虫的生殖器被破坏后，昆虫仍具备交配行为。而正常的雌性个体，如果和这些伪雄性昆虫交配，由于无法得到正常交配，无法产生可育后代。因而，该设计有三层次的呈几何倍数增加的控制效应。当设计的昆虫量足够多时，可以完全控制一定空间内突然爆发的昆虫。另外，值得注意的是，由于雄性雌性正常个体仍有一部分的存在，不会导致昆虫灭绝。但在量上，得到有效控制。将机械昆虫应用于植保方向，全面、环保系统地控制虫害的发生，特别适用于生物入侵中的昆虫类群，如美国现行的杀人蜂，中国及很多地区各种蝗灾等虫灾。附图说明本专利技术的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，在附图中，不同部位的标记表示不同的特征或功能，其中：图1东亚飞蝗雄性生殖系统(和消化系统)的侧面解剖图(摘自《中国飞蝗生物学》)；图2东亚飞蝗雌性生殖系统(和消化系统)的侧面解剖图(摘自《中国飞蝗生物学》)；图3东亚飞蝗雌性生殖腔的背面解剖图(仿《中国飞蝗生物学》)；图4微型机械仿生昆虫雌性生殖腔的背面立体模拟图；图5东亚飞蝗雄性生殖系统被切割后的侧面图。具体实施方式生态平衡表现为生态系统中生物组成、种群数量、食物链营养结构的协调状态，能量和物质的输入与输出基本相等，物质储存量恒定，信息传递畅通，生物群落与环境之间或各相应力量之间，各自保持一定的状态，达到正负相当、协调吻合。生态平衡一般符合以下4个特征：1、一定时期内生态系统中物质与能量的输入与输出保持相对平衡；2、生态系统内的物质与能量的流动保持合理的比例与速度；3、生物的种类和数量相对稳定；4、生态系统具有良好的自我调节能力。随着全球经济一体化，世界各地交流的日益频繁，生物入侵现象日益严峻。而目前为避免生物入侵，只是在进出口检疫上进行预防，但是，由于国与国之间边境接壤等原因，-->生物入侵仍不可避免，时有发生。另外，即便没有生物入侵，一个国家内由于气候的变化，在某些特殊的年份往往导致各类虫害的周期性爆发。于是，必须采用一种不同于以上方法的控制不必要昆虫种群增长的技术，本专利技术通过利用雌性微型机械昆虫去掉正常雄性昆虫阳茎，再利用正常雌性昆虫与去掉阳茎后的雄性昆虫“交配”后，只能以孤雌生殖产生后代或不产生后代的原理，环保、适当、高效地控制昆虫的生物入侵及某些虫灾的发生。众所周知，杀灭昆虫的途径必须使昆虫与外界环境有物质能量交换时进行，只有在这种场合，有害物质才得以进入昆虫，从而杀灭昆虫。因而，一般只从呼吸，取食，以及触杀这三方面对昆虫进行杀灭。但是这些方法只是被动地要求昆虫与对其有害的物质接触，在使用效率上有很大的有害物质的损失，因此才造成了农药残留等问题的出现的主要原因之一。而在探究昆虫主动与外界环境接触的情况，昆虫的两性交配是其中值得较好利用的一种方式。针对绝大多数的昆虫的生命周期都需要进行交配生殖，因此，本专利技术的设计具有较大范围的应用前景。根据目前科学上的研究表明，雌性昆虫散发的性外激素是引发交配主要刺激物质。性外激素的释放通常由外分泌腺体和能使化合物分子传递到周围介质中去的特化器一起组成。而目前性外激素已经能够通过人工合成。而本专利技术所用的一个关键技术就是通过在雌性微型机械昆虫体内设计能释放性外激素的装置来吸引雄性个体，从而为进一步去掉雄性个体阳茎打下基础。本专利技术的另一项技术是设计的机械昆虫在外形上与正常雌性个体近似或相同，如果材料允许，尽可能使用仿生材料制作同正常昆虫相同性质的体表。目前已有研究表明，形态识别对昆虫交尾行为有一定影响，即在利用性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型的微型机械仿生雌性昆虫装置，包括（１）仿生材料制成的机械昆虫外壳；（２）仿生材料制成的雌性生殖腔结构：（３）背部为太阳能收集器；（４）生殖腔内安置的触觉传感器与微型执行器；（５）性外激素储放装置。

【技术特征摘要】
1.一种新型的微型机械仿生雌性昆虫装置，包括(1)仿生材料制成的机械昆虫外壳；(2)仿生材料制成的雌性生殖腔结构：(3)背部为太阳能收集器；(4)生殖腔内安置的触觉传感器与微型执行器；(5)性外激素储放装置。2.根据权利要求所述，其特征在于，包括：微型机械仿生昆虫外部为仿生材料，在颜色的波长方面与正常昆虫相似，且在花纹等细节方面与正常昆虫的高度仿真性。本设计外面所用材料具有防水性质，对于一般性潮湿环境能够正常工作。3.根据权利要求1所述，其特征在于，包括：微型机械仿生昆虫在生殖系统中生殖腔的生物材料与实际的昆虫具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱卫祥，
申请(专利权)人：朱卫祥，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]