交配互殺的蚊子大戰？我有個大膽的想法，讓蚊子滅絕

2020-09-03 翟孜然

多年的滅蚊戰爭收效難言樂觀,

殺蟲劑及其他工具正在失效。

蚊子並不是任何生物

生殖傳播的必須載體

也不是任何昆蟲、鳥類的唯一食物來源


於是科學家們自然有了一個大膽的想法，滅絕蚊子。

6月的梅雨季節來臨，淅淅瀝瀝的雨水在城中村的房區、在溝渠或屋頂聚集, 順著屋簷滴落在路旁的瓶瓶罐罐中。一旦雨停、溫度回升，這些地方也成了蚊蟲最愛的繁衍基地。x


一個引起爭議的計劃是通過基因操縱讓蚊子滅絕， 但篡改物種的基因也會讓生物倫理學者擔憂 。

然而，很多專家認為 ，蚊子攜帶的疾病太過危險，我們別無選擇 。

科研人員正開發新一代技術 ，能破壞蚊子的基因密碼以及生殖系統 。

有些技術人員則希望在不大幅使用殺蟲劑的情況下，在不破壞環境的情況下，大幅減少蚊子數量。

下文中將介紹三種為科學家採用的滅蚊方法，甚至第三種實現了在廣州黃埔區的試驗點中94%的蚊群數量下降，是什麼奧秘讓「夏日惡魔」消失呢，一起來看看吧。


（以下卡通圖為作者手繪）

蚊界白骨精：白紋伊蚊



白紋伊蚊是廣泛分布在中國大陸和東南亞熱帶及亞熱帶的本地蚊種，被列為全球最具侵略性的入侵生物之一，是中國大陸地區登革熱疾病的主要傳播者。作為蚊界「白骨精」，愛乾淨小積水。

雌雄口味：

雄性伊蚊不吸血，蚊生只管吃草汁找雌蚊；吸血的是雌性伊蚊，白紋伊蚊的目標包括許多動物，但最喜歡的吸食血液對象就是人類。並且它們對叮咬的部位相當不挑剔，只要有皮膚暴露就會吸血。


蚊子的一生


目前，防控蚊子的措施主要是控制其繁衍過程，分為以輻射為基礎的昆蟲絕育技術（SIT）和昆蟲不相容技術（IIT）。


以下涉及的三種滅蚊方法


  • SIT 昆蟲絕育技術

SIT是由美國提出的一種滅蚊手段，主要使用輻射破壞雄蚊的生育能力，這些雄蚊在釋放到野外後，與野生雌蚊生產的後代不能存活。連續處理數代後，害蟲自然種群則被控制在極低密度，甚至全部殲滅或更替。

但這項技術卻沒能推廣起來。主要是因為輻射不僅破壞了雄蚊的生育能力，更會降低其生殖和生存競爭力，這讓SIT的滅蚊效果不能長時間維持。且作為區域性害蟲控制的工具，對蚊媒控制一直受限於技術上的困難而不能投入應用。


  • IIT 昆蟲胞質不相容機制

作為替代SIT的一種新技術，利用的是胞質不相容的機制，即讓雄蚊體內感染上沃爾巴克氏體共生菌，此時與雌蚊交配時，由於雌雄蚊體內共生菌不同類，會出現胞質不相容，結果就是雌蚊產生的蟲卵無法孵化。

不過，IIT可能會因無意釋放與雄蟲攜帶相同沃爾巴克菌菌型的雌蟲，而使得雌蚊可以正常產卵，含有該共生菌的蚊子會替代當地野生種群，IIT技術的效果將大打折扣。


  • IIT-SIT結合技術：HC蚊

來自中山大學熱帶病防治研究實驗室的奚志勇團隊，與廣東省疾病預防控制中心合作，在現有基礎上開發出了3種沃爾巴克氏菌共生的白紋伊蚊，即在蚊子體內同時含有wAlbA、wAlbB和wPip三種菌，他們將這種人工建立的白紋伊蚊稱作HC蚊。由於野生蚊子不會同時攜帶三種菌，因此只要將HC雄蚊釋放到野外，就能通過胞質不相容機制消滅當地蚊群。此外，HC蚊幾乎沒有傳播登革熱和寨卡病毒的能力，該工具蚊的安全性非常高。



奚志勇教授團隊在廣東省廣州市南沙區和番禺區2個獨立島開展了4年的現場研究，該研究結果顯示基於共生菌沃爾巴克氏體的胞質不相容技術（IIT）結合基於輻射的昆蟲不育技術（SIT），可成功壓制及清除島上野生的白紋伊蚊種群。與SIT類似，基於沃爾巴克菌的胞質不相容技術（IIT）利用由母系遺傳的內共生細菌沃爾巴克菌誘導胞質不相容性（CI），從而引起雌蟲不育。


培育hc蚊的蚊子工廠 （來源：Nature）


此項研究證明IIT-SIT相結合可以在野外現場基本清除白紋伊蚊的種群。通過人工注射建立攜帶三種沃爾巴克菌的白紋伊蚊HC蚊株，經工業化大規模飼養至蛹期，雌雄分離後經低劑量射線輻射去除殘存有生育能力的雌蚊，然後釋放雄蚊誘導野生蚊種不育。該研究現場試驗結果首次證明了IIT-SIT相結合技術應用於蚊媒區域性控制的可行性和未來建立無蚊媒病傳播或無蚊騷擾的人類保護區的前景。

在試驗區開展廣泛的社區教育，獲得試驗社區90%以上居民支持後，於2015 年在廣州南沙區、番禺區等地進行野外田間試驗，每周釋放數百萬隻攜帶沃爾巴克氏體的白紋伊蚊雄蚊。

奚志勇表示，「這使得HC蚊和野生蚊的比例維持在5：1，這樣可以讓HC蚊佔據絕對的交配優勢，實現對野生蚊的種群壓制。」而僅僅在試驗2個月後，研究團隊發現可孵化的蚊卵數目就減少了55%。而在夏季蚊蟲生長繁盛期，只要釋放更多的HC雄蚊，就可以完全實現對野生種群的壓制效果。

現場試驗的成功顯示沃爾巴克氏體技術可作為高效、綠色環保的新工具用於登革熱等伊蚊傳播疾病控制。

2016~2017年，研究團隊在1號和位於大刀沙的2號試驗點分別釋放了超過5000萬隻和2000萬隻的HC雄蚊。這之後，試驗點的野生白紋伊蚊的種群數目下降了94%，並且連續13周都沒有檢測到可孵化的蚊卵。


基於現場試驗的成功，奚志勇團隊計劃將進一步在更大範圍的城市地區應用沃爾巴克氏體技術控制白紋伊蚊以阻斷登革熱的流行的研究。未來的目標就是走進城中村和高樓。不過在城市中，許多自然條件都與試驗點沙仔島不同。由於樓層分隔以及溝渠的分布，滅蚊隔離區域的設置將要更加複雜。蚊子工廠通過與國際原子能機構的合作，正繼續擴大沃爾巴克雄蚊的生產規模以應對日益嚴峻的登革防控需求。



奚志勇說：「研究團隊正在進行釋放點的研究分析，一旦分析完成，就可以將IIT-SIT技術引進城市中，解決泛濫的白紋伊蚊問題。」


也許大家還是會有疑問，蚊子種類如此繁雜，豈是人類可以抗衡的？

實際上，所有蚊子徹底滅絕根本不能實現。

首先並不是所有的蚊子都令人生厭——地球上有3500種蚊子，只有200種左右會叮咬人類。

再者，文中主要討論的對象是在城市中讓人們起大包的白紋伊蚊，並不影響城郊野外的蚊子的正常生存。


但想像一下，如果沒了蚊子，這個夏天你會不會感到一絲絲孤獨呢？歡迎在評論區留言呀。

（卡通圖片皆為手繪，喜歡可以多多支持噢！）

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    由於轉基因雄蚊與野生雌蚊產生的後代的雄性和雌性都會因為致死性基因而死亡，因此，需要反覆向野外投放在實驗室產生的轉基因雄蚊，以達到與野生雌蚊交配而讓蚊子減少，甚至滅絕的目的，也就可能阻絕蚊子叮咬人並傳播疾病。牛津昆蟲技術公司的第一代轉基因蚊稱為OX513A，是一種轉基因埃及伊蚊，應用的是一種可以讓後代蚊子不分雌雄都因為轉入的致死性基因而死亡的技術。
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