Vol.133 如何科學地消滅蚊子丨視頻文字稿

2020-12-10 回形針PaperClip

這是一隻正在進食的蚊子。

吸血時,它將六根針管一樣的口器扎入你的皮膚。外側的兩根下顎刺穿並切割皮肉,中間的兩根上顎分開肌肉組織並提供支撐。找到血管後,用上唇吮吸,同時舌部吐出口水,注入抗凝蛋白防止血液凝固。

在這三分鐘裡,它吸走三倍於自身體重的新鮮血液,在你身上留下一個奇癢無比的大包。更致命的是,它很可能已經在血管中埋下了病毒。

每年全球有數十萬人被蚊子叮咬後,感染瘧原蟲或登革熱病毒等病原體而死。

常見的驅蚊產品以擬除蟲菊酯和避蚊胺為主要成分,通過幹擾蚊子的神經系統或嗅覺感知機制達到擊倒和驅趕目的。但與此同時,蚊子也在發展出抗藥性。

藥劑是無限的循環,有沒有一種方法,能從源頭上斬除蚊子?

1959 至 1960 年間,美國農業部在佛羅裡達州的這兩片湖釋放了近 33 萬隻雄性瘧蚊。它們肩負重任,要在短暫的生命裡完成數次交配。

這不是普通的蚊子。還是雄蛹的時候,它們暴露在長達 12 小時的 γ 射線下,強輻照令生殖細胞的染色體斷裂,並在之後自發的癒合中缺失部分基因,導致最終交配得到的受精卵無法正常分裂。

也就是說,它們被絕育了。

這種方法叫做 SIT,昆蟲不育技術,目的是讓蚊子無法成功產出後代。之所以選擇雄蚊作為絕育對象,第一是因為雄蚊不吸血,第二是雌蚊一生只交配一次,而雄蚊能交配數十次,影響範圍更廣。

按照這個思路,只要定點定期投放,滅蚊效果應該非常顯著。然而,這場首次田間試驗卻以失敗告終,蚊群數量最終並沒有下降。

之後多項研究發現,輻照令蚊子絕育的同時,也摧毀了部分體細胞,導致身體素質變弱,競爭力指數普遍低於 1,鬥不過野生雄蚊。

為了提高交配競爭力,研究者甚至嘗試給雄蚊餵食天然草藥的提取物。在求愛時間、交配數量和交配成功率上它們的確比只吃糖水的普通蚊子略勝一籌,可惜的是平均壽命不到 70 天,足足少活了 16 天。

怎樣才能實現絕育的同時永葆鬥志又不英年早逝?

答案就在《Nature》刊發的這篇論文裡。來自中山大學的研究團隊在廣州的沙仔島和大刀沙島釋放了近兩億隻絕育白紋伊蚊,只用兩年多,就將試驗點的本土蚊子基本清除乾淨。

關鍵在於沃爾巴克氏體,由部分伊蚊、庫蚊和曼蚊天然攜帶的共生細菌,也存在於其他生物體內。按照不同的宿主,可分為 8 種亞組,每一個亞組下又可以分出不同的亞型。

這些細菌會影響蚊子的正常生育。

簡單來說,雄蚊精子中帶有的細菌就像一把鎖,而雌蚊卵子中帶有的細菌就像一把鑰匙。

如果兩者配對開了鎖,就能生下健康的卵;如果兩者不配對,就會引發「胞質不相容」,即精子和卵子的細胞質互不親和,讓胚胎在早期階段死亡。

需要注意,如果雌蚊不帶細菌,而雄蚊帶,即沒有鑰匙開鎖,胚胎就會死亡;如果雄蚊不帶細菌,而雌蚊帶,即有鑰匙但根本沒有鎖,胚胎則會健康成長。

所以你會發現,只要我們讓雄蚊攜帶一種雌蚊完全沒有的細菌類型,就像給雄蚊上了一把沒有鑰匙能打開的鎖,就能引發蚊群之間的不育。這被稱為 IIT,昆蟲不相容技術。

讓我們再回到廣州,本土的白紋伊蚊基本都同時攜帶兩種細菌,兩把鑰匙開兩把鎖,可以快樂地生孩子。我們現在的目標是找到一款新的細菌,給雄蚊上一把新的貞操鎖,兩把鑰匙開不了三把鎖,引發不育。

這款新的細菌要怎麼來呢?研究者發現騷擾庫蚊(Culex pipiens molestus)攜帶 P 型沃爾巴克氏體,這在現有的白紋伊紋種群中幾乎難以找到。

接著,我們從庫蚊的體內抽出含 P 型沃爾巴克氏體的胞漿,再注入白紋伊蚊胚胎尖端。成蟲後與野生雄蚊交配,歷經兩代,得到轉染成功的白紋伊蚊,同時攜帶 A、B 和 P 型三種細菌。

這些卵被轉移到幼蟲車間裡的水盤,每盤每周能孵出 1.3 萬條幼蟲。

接著,成蛹後分離雌雄,通常採用這樣一臺雌雄分離儀。將水連同蛹倒入集蛹鬥,順著管子落到分離板;雄蛹和雌蛹擁有不同的頭胸尺寸,在這裡設定成只有雄蛹能通過的分離間隙,然後沿著匯流槽流進雄蛹槽;最後將間隙調大,讓雌蛹流進雌蛹槽。

分離好的雄蛹會分裝培育長到成蚊,重返自然前,成蚊吃下最後一頓糖水,確保體力充足,並以五倍於野生雄蚊的數量釋放,佔領絕對優勢。

首先在沙仔島進行試驗。布下 110 個產卵器和 44 個捕蚊器進行八個月的監測,成果並不理想,可孵化的蚊卵和雌蚊的年平均數量只減少了 62% 和 65%。問題出在哪兒?

讓我們回到雌雄分離階段。事實上,這樣的物理分離準確率能達 99.7%,而混入雄蛹中那 0.3% 的雌蛹恰恰是試驗失敗的關鍵。

當 ABP 型雌蚊和 ABP 型雄蚊相遇,產下愛子,與此同時,它也從母親那兒繼承了同樣的沃爾巴克氏體,由此代代相傳,甚至可能替換掉原來的 AB 型種群。所以,勢必要解決掉這 0.3%。

你應該沒忘記前面講到的 SIT。其實,雌蚊只需接受較低劑量的輻射就能損壞卵巢,從而絕育。放心,這樣的程度並不會照垮雄蚊。

接下來的兩年,相比對照區,試驗點可孵化的蚊卵數量平均每年減少 94%,捕蚊器抓到的雌蚊減少了 83%~94%,基本根除本土蚊群。

當然,試驗停止後,島外的野生蚊子依舊能通過各種途徑登島。

這是一場堅毅持久的鬥爭,如果你實在等不及了,還可以將抓到的蚊子凍暈,用鑷子壓壞腹神經索,這會讓它忘記飽感。然後,你只需要伸出手臂,讓它一直吸血,吸到爆炸。

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