科學家與蚊子鬥智鬥勇,各種減少蚊子數量的奇葩技術

2020-10-10 自然與歷史博物館

科學家與蚊子鬥智鬥勇,各種減少蚊子數量的奇葩技術


如果說地球上殺死人類最多的物種是哪個,大部分人都不會想到是蚊子,根據世界衛生組織的調查顯示,在所有物種中,蚊子成為每年殺死人類最多的動物,高達72.5萬人。

為了對付蚊子,在中國廣州的兩座島嶼上,科學家們結合兩種昆蟲控制技術,開始了消滅當地的蚊子種群的實驗。本地的亞洲虎蚊是世界上最具侵略性的蚊子之一。研究人員在很大程度上防止了一種蚊子的繁殖,亞洲虎蚊攜帶寨卡、登革熱和黃熱病的各種病毒。

在《自然》雜誌上的一項研究中,一個國際研究小組將兩種昆蟲控制技術結合起來,以防止亞洲虎蚊(伊蚊)繁殖。這是第一次結合使用技術來控制野生蚊子種群。


第一種方法,稱為昆蟲不育技術(SIT),通過釋放大量用輻射方式絕育過的雄蚊,科學家希望這些絕育雄蚊與野外的雌蚊做愛做的事後,雌蚊卻不會有後代。然而,這項技術實際效果並不好,因為雄蚊被輻射方式絕育後,雄蚊的性吸引力和競爭性嚴重下降,野外的雌蚊根本不搭理這些雄蚊,只喜歡那些正常的野生雄蚊。畢竟,蚊子也是生物,所有生物都會通過自己獨特的方式來選擇更有繁殖力的配偶,靠性選擇來強化後代的基因的。科學家以為雌蚊只要是個雄蚊就會嫁,用個絕育過雄蚊來騙她們,有點too young了。

在動物的世界裡,性選擇中被選擇的對象大多是雄性,既然雌蚊子挑剔,科學家心想,對雌蚊進行絕育可能是一個不錯的選擇。而且雌性需要比雄性低的輻射劑量就可以絕育,不過科學家這次錯誤估計了雌蚊的數量,自然界裡雌蚊數量遠遠大於雄蚊,釋放絕育雌蚊太少,不會影響整個種群,野外的雌蚊仍然大量繁殖。

人類釋放輻射絕育過的雄蚊,卻騙不到雌蚊的愛情,競爭不過野外的雄蚊。釋放輻射絕育過的雌蚊,野外的雄蚊對這些雌蚊和野外雌蚊雨露均沾,完全不會影響蚊子的繁殖大業,科學家的心理陰影面積有點大。

既然輻射絕育的雄蚊比較娘,完全得不到雌蚊的青睞,科學家很快就想出第二種方法,不兼容昆蟲技術 (IIT)。"歹毒"的科學家發現,亞洲虎蚊在自然界裡會感染了一種叫做沃爾巴克氏菌(Wolbachia)的細菌,它們的後代只有在父母雙方攜帶同樣的細菌時才存活。此前科學家在大溪地島附近的一個小島做過類似實驗,附近島嶼的蚊子幾乎消失了。

於是科學家通過實驗室培育一些雄蚊,它們攜帶野生種群中不存在的巴克氏菌(Wolbachia)。與輻照絕育過的雄蚊不同,攜帶新巴克氏菌(Wolbachia)的雄蚊非常Man,有很強的性吸引力和競爭力。但是當這些實驗室培育的雄蚊與野外雌蚊做完愛做的事後,它們的卵子將無法存活,這對組合將無法繁殖。

雖然IIT在減少蚊子繁殖方面通常有效,但是缺陷也不少,首先研究人員必須將雄蚊和雌蚊區分開。實驗室裡,科學家用水衝洗兩塊互成角度的玻璃板之間蚊子幼蟲。雌性幼蟲比較大,會卡在中間;雄性幼蟲比較小,因而會被衝到更低一點的位置,這種區分幼蟲性別的正確率超過99%。所以釋放的沃爾巴希亞細菌的蚊子不但有雄蚊,可能還有雌蚊。

就在科學家不小心走眼的時候,釋放的雄蚊中也有少數"花木蘭"。這些"花木蘭"由於攜帶的細菌跟實驗室釋放的雄蚊一樣,可以正常繁殖,而且雌蚊一次就能產下幾百個卵,這些後代也攜帶同樣的病菌,又可以繁殖出第三代兼容病菌的蚊子,這樣一來,後果不可設想,本來是想蚊子絕後,這下幫它們建立兼容細菌的新種群了。

面對兩次失敗,科學家當然是屢敗屢戰,既然兩種都有缺陷,怎麼辦,那就兩種技術合併,將SIT和IIT結合起來,利用每種方法的好處。讓實驗室裡培育的雄性蚊子都感染沃爾巴希亞細菌,但在釋放這些蚊子前,對它們做小劑量的輻射,因為小劑量的輻射就可以使混進來的"花木蘭"絕育,卻能使雄蚊仍然很Man,在婚戀市場仍然具有競爭力,但是那些新細菌又會雄蚊無法做爸爸。

由中山大學-密西根州立大學熱帶疾病病媒控制聯合中心的席志勇領導的研究小組,按照這個辦法對用廣州野生種群中不存在的沃爾巴希亞細菌感染了一些雄亞洲虎蚊,然後將其暴露在低水平的輻射下,對可能混入其中的雌蚊進行絕育。

研究人員連續兩年在繁殖高峰期每周在兩個島上釋放這些蚊子,在研究的兩個地點,這種聯合方法減少了當地蚊子孵化的卵數量94%以上,並減少了人類叮咬率88%以上。


密西根州立大學醫學昆蟲學家、這項研究的首席研究員席志勇在接受《新聞周刊》採訪時說,亞洲虎蚊攜帶登革熱、黃熱病的病毒和寨卡病毒。會對公眾健康造成重大影響,目前控制它們的方法,包括殺蟲劑和清除死水,效果並不長久,雌蚊的壽命長達一個月,在叮人會不斷傳播疾病。儘管SIT和IIT結合的技術在抑制亞洲虎蚊的繁殖有一定的潛力,但仍然只是一種預防措施。在疾病控制方面,這種方法可能不適用於疾病爆發期間的緊急情況。但是,在蚊子傳播的疾病轉化為公共衛生危機之前阻止其大量繁殖,這是一種有效的辦法。

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