藍光二極管(LED)的傳播令人矚目,該二極管獲得了諾貝爾物理學獎。 東北大學農業研究生院的堀正敏副教授及其同事首次證實了昆蟲暴露在光線下會死亡。 紫外線波長短,已知對生物有害,但可見光中的藍光比紫外線更具殺蟲作用。 可以說,這是一種顛覆常識的發現。 這不僅將帶來新的害蟲防治技術,還將幫助研究光線對生物體的影響。 該報告于12月9日發表在英國在線科學期刊《科學報告》上。

紫外線波長為100至315納米(納米),對生物體極具毒性,昆蟲和微生物暴露于這些紫外線下會死亡。 然而,對于波長較長的紫外線(315-400納米),尚無對昆蟲致命影響的報道。 由于光波長越短,能量越高,對生物體的毒性也越高,因此人們并不認為僅僅暴露在可見光下就會讓昆蟲死亡。
這項研究起因于一次實驗,即如果光線持續照射,害蟲哈莫格利蠅不會從幼蟲體內孵化出來。 此后該實驗無法復現,現在很可能是個錯誤,但通過將不同波長的LED光照射到各種昆蟲身上,研究了殺蟲效應。 實驗持續了五年。 在此期間,LED的發展使得使用不同波長的光成為可能,促使了詳細的實驗。
首先,將果蠅幼蟲置于378至732納米(長波紫外至近紅外光)的LED光下,調查了無法羽化的果蠅幼蟲比例。 LED光的強度約為直射陽光中藍光的三分之一。 結果,暴露在藍光下的檀香木死亡了。 即使是藍光,其效果也因波長不同而異,尤其是3納米的殺蟲效力幾乎達到1%。 當卵、幼蟲和成蟲被467納米光照射時,它們全部死亡。 研究顯示,藍光的殺蟲力高于紫外線,且光的致命效果在波長較短時更為顯著。
接著,我們探討了普通蚊子Chikaieka對幼蟲的致命影響。 Chikaieka也死于藍光,但唯一高效應波長是417納米,這與果蠅不同。 此外,它比果蠅更能耐受藍光,殺死所有果蠅所需的光強度約為直射陽光強度的1.5倍。 在卵中也觀察到417納米的殺蟲效果。 當我們檢查這種大型害蟲如面粉的幼蟲時,發現它具有非常強的殺蟲作用。 也許因為這種昆蟲生活在黑暗的地方,所有幼蟲在大約五分之一到四分之一的直射陽光強度下死亡。
在可見光中,最近有報道指出,5至1納米的藍光會對人眼造成損害。 藍光的殺蟲作用在某種程度上類似。 作為機制,研究團隊提出了假說:“不同物種擁有不同波長的光,這些光線容易被感光物質吸收,而昆蟲體內吸收了光的波長,產生活性氧,導致細胞和組織受傷并死亡。”
堀正敏副教授說:“這是一次意外失敗的發現,我看到結果時感到驚訝。 我想通過昆蟲實驗闡明其基本機制。 藍色LED也有可能被用于害蟲防治設備。 它還將成為藍色視網膜疾病等人類健康研究的范本。”


