只听说过胃酸，为什么没有胃碱？

你是否想过，人类胃里的强酸环境竟能成为防虫"护身符"？科学家发现了一个巧妙利用消化系统差异来精准治理害虫的绝妙方法……

恭喜你！你无意间发现了一个治理害虫但是不会误伤人类的好思路！

众所周知，人类的肠胃环境是酸性的。但有很多农业害虫，包括鳞翅目、双翅目、鞘翅目、半翅目下面的许多喜欢攻击农作物的昆虫，其消化道（中肠/midgut）是碱性的

通过利用人类和农业害虫消化道酸碱性的不同，我们便能使用某些在碱性环境下有毒，但是在酸性条件下无毒的化学物质，在治理农业害虫的同时，避免对人类的误伤

而这类化学物质的代表，便是高中生物课本上就有出现的——苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis，俗称BT)和它们合成的对昆虫特攻晶体毒蛋白（crystal proteins）

参考文献[1]

↑扫描电子显微镜下的苏云金芽孢杆菌晶体毒蛋白和孢子

苏云金芽孢杆菌是一种在自然界土壤里天然广泛存在的革兰氏阳性细菌，是一种天然的昆虫病原菌

就像是人类吃坏了东西会生病那样，昆虫吃了不该吃的东西也会生病——比如不小心在吃叶子的时候把粘在叶子表面的苏云金芽孢杆菌芽孢一起吃了下去

苏云金芽孢杆菌能生产对昆虫有毒的晶体毒蛋白，在被昆虫吃下去后，晶体毒蛋白会在昆虫碱性的中肠里溶解，随后被肠道蛋白酶切割成活性形式，接着破坏肠道上皮细胞膜形成孔洞，使得昆虫的肠壁受损；而苏云金芽孢杆菌则通过孔洞进入昆虫血淋巴开始增殖，直到最终昆虫最后因为饥饿和败血症（细菌增殖和毒素生成）而死亡

（苏云金芽孢杆菌的分型/株型/strains很多，具体合成的晶体毒蛋白不同，有效的昆虫类群也会因此不同；此外晶体毒蛋白分解后会跟昆虫肠道上的受体结合）

https://www.biorationalapproach.com/how-bt-works/

↑苏云金芽孢杆菌工作原理示意图

↑苏云金芽孢杆菌工作原理示意图

（顺口一提，苏云金芽孢杆菌生物杀虫剂其实很容易自制，找一只被BT杀死的鳞翅目幼虫，泡水里打个悬浊液就做好了，喷洒之后可以继续回收被杀死的农业害虫二次制作使用，以战养战）

值得一提的是，苏云金芽孢杆菌的晶体毒蛋白只能在碱性环境下溶解，而在酸性环境下会保持结晶状态，难以溶解

也因此，苏云金芽孢杆菌的晶体毒蛋白对于包括人类在内的哺乳动物们是无毒的

这使得苏云金芽孢杆菌成为了一种著名的对农业害虫特攻、对人类安全的生物杀虫剂，被广泛用于于生物防治

甚至于，对此不满足的人类，还直接使用转基因技术，将苏云金芽孢杆菌合成晶体毒蛋白的基因编码进了农作物细胞里，制作出了转Bt基因的抗虫农作物

——高中课本里提到转基因作物时，主要用的就是转Bt基因农作物的例子。而转基因农作物里，最经典的例子就包括了转接了Bt基因的转基因棉花和转基因玉米

https://entomologytoday.org/2018/10/23/problems-driving-resistance-bt-crops-proposed-solutions-bollworm-corn-earworm/bt-and-non-bt-cotton/

↑美洲棉铃虫（Helicoverpa zea）侵扰时，转Bt基因棉花（左）和普通棉花（右）的对比

https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/use-and-impact-of-bt-maize-46975413/

↑欧洲玉米螟 (Ostrinia nubilalis)侵扰时，普通玉米（b左）和转Bt基因玉米（b右）的对比

https://www.moa.gov.cn/ztzl/zjyqwgz/kpxc/201305/t20130507_3452901.htm

↑中华人民共和国农业农村部对于转Bt基因玉米的官方背书

正如我们上面所展示的这样，很多时候，对于生物知识的利用，就是像这样从细小处着手，将不同生物的异同给利用起来

时间有限，这篇回答就先写到这啦~

参考文献：

1.Morphological Study of Bacillus thuringiensis Crystals and Spores H Loutfi, N Fayad, F Pellen, B Le Jeune, M Chakroun, D Benfarhat, R Lteif, M Kallassy… Applied Sciences, 2020

2.Bacillus thuringiensis: a story of a successful bioinsecticide A Bravo, S Likitvivatanavong, SS Gill, M Soberón Insect biochemistry and molecular biology, 2011