圖片作者：ChatGPT
輪作是一種古老的農業技術。透過每年種植不同的農作物，可以維持作物產量於不墜。為什麼呢？因為不同的植物所需養分不盡相同，所以如果重複種同一種作物的話，產量會越來越低。但是，幾種不同的農作物種來種去，就不會發生這樣的事了。
因此，以前人們常說輪作能「養地」，也知道它有助於抑制病蟲害。但近年一項來自英國與巴西的合作研究發現了一個更深層的祕密：輪作不只是短期控制害蟲，更能在演化層面打亂牠們的抗藥性進化方向。
因為化學農藥會導致害蟲演化出抗性，這使得微生物農藥，例如常見的白殭菌與綠殭菌，被視為化學農藥的最佳替代方案。這些真菌會感染昆蟲，從體表滲入體內，最終殺死害蟲。雖然它們比傳統殺蟲劑環保，但一樣會造成選擇壓力。也就是說，能對抗微生物農藥的害蟲出現，其實是早晚的事。
那麼，要怎麼打亂這條演化的路徑呢？農夫們可能會想：換真菌。但是科學家想到，過去許多農夫為了抑制玉米根蟲，會用大豆與玉米輪作；會不會換作物其實也有效？
為了回答這個問題，研究團隊以全球性害蟲「棉鈴蟲」為對象，讓牠們在三種作物（大豆、玉米、番茄）上生長，再分別感染兩種不同的真菌。研究團隊分析了來自 37 隻雄蟲的半同父家族後代，共超過 3800 隻幼蟲的存活情形，並計算各組的遺傳性與基因型之間的反應差異。
結果令人意外：竟然是改作物（輪作）比較有效！
他們發現，改變作物種類，會讓原本在A作物上表現良好的害蟲基因，在B作物上變得更脆弱。
但是，換不同真菌（白殭菌與綠殭菌）雖然致死率不同，但基因型的表現順序變化不大，顯示抗性不容易出現明顯的權衡。
換句話說，單靠輪替不同的微生物農藥並不足以阻止害蟲的演化，但只要換作物，抗性基因就難以在環境中穩定擴散。
這項研究挑戰了傳統抗性管理的假設。過去人們總以為，只要幾種農藥輪流用，就能延緩抗藥性出現，但實際上許多抗性基因可以同時對付不同農藥；而輪作則從根本上破壞害蟲演化出抗性基因的穩定環境，讓演化的方向不斷被打亂。
演化生物學稱這種現象為「基因型 × 環境交互作用」（G × E interaction）。研究團隊發現，不同作物所提供的營養、次級代謝物與物理性質，會影響害蟲對病原的抵抗能力，而這些因素的變化正是輪作所帶來的最大影響。
所以，輪作不再只是一種農法，更是對害蟲進行演化管理！
那麼，我們該怎麼做呢？在永續農業的思考下，我們應該把農田視為一個演化戰場。如何讓害蟲無法找到穩定的演化方向，就是我們對抗牠們最關鍵的策略。而這項任務，輪作恰好能勝任。
參考文獻：
Mangan, R. M., Tinsley, M. C., Ferrari, E., Polanczyk, R. A., & Bussière, L. F. (2025). Crop diversity induces trade-offs in microbial biopesticide susceptibility that could delay pest resistance evolution. PLOS Pathogens, 21(5), e1013150. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1013150
