化學生態學：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，正是通過揮發性物質、信息素、次生代謝物等化學信號，實現交流、競爭、協作甚至欺騙。

而這，正是化學生態學研究的核心。

什么是化學生態學？

化學生態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進行信息傳遞的機制與規律。

在地球上所有的生態系統中，生物間的化學聯系是一種普遍規律。

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絡。

解析生物的化學語言及交流方式，就是化學生態學的研究內容。

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。長期依賴化學農藥，帶來了環境污染與食品安全問題，“農藥殘留”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調的關系，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絡，發展綠色防控策略，實現人與自然的和諧共處，化學生態學初見雛形。

劉冬/供圖

如今，經歷了60多年的發展，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，可以減少農藥使用，讓你我餐桌上的食物更加放心安全；

生態保護：理解種間化學作用，能夠為生物多樣性保護提供依據，為傳統生態學觀察到的食性、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的感受機理，能夠對人類對于腦功能的認識產生重大影響。

從實驗室到田間，從理論到產品，化學生態學正在成為解決農業、醫學、環境等領域實際問題的重要支撐。

如何研究化學生態學？

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、海洋生態系統化學生態學、脊椎動物和人的化學生態學等等。

而研究方法也不一而足。

萬幸，如此重要、復雜、多元的學科，有一本能夠將問題說清楚的著作可以參考——《化學生態學》（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），已成為國內眾多高校和科研院所的經典教材和參考書。

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

新版哪里不同？

內容全面更新

第三版全面反映了近年來化學生態學的學科新發展、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：

“多營養級互作的化學生態學”

“微生物介導的化學生態學”

“全球變化下的化學生態學”

“復合種植作物化學生態學”

“分子生物學驅動的化學生態學”

“組學、RNA干擾和轉基因技術方法”等章節。

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學的實驗指導書。

“化學生態學家的綜合素質培養”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。

強調應用轉化

第三版新增“應用篇”，系統總結昆蟲信息素在病蟲害綠色防控中的實踐成果，為農業可持續發展提供解決方案。

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適合誰讀？

• 生態學、植物保護、昆蟲學、環境科學等專業師生；

• 從事農業技術、生物防治、生態保護的科研人員；

• 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

中國生物志庫

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