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以蚊治蚊,消灭偷渡来的新品种蚊子

时间: 2015年11月25日 | 作者: | 来源: 环球科学(huanqiukexue.com)
为了解决洛杉矶的“蚊灾”,昆虫防治专家决定在当地释放上千只感染了某种强大细菌的雄蚊子。

最近,白纹伊蚊(Aedes Albopictus)入侵了美国加州。研究人员希望能通过一种强大的细菌来控制它们的数量。(图片来源:Flickr/Eric Stavale)

今年年初,洛杉矶的居民得知上千只蚊子将被释放到各家后院中——释放的都是雄蚊子,并不像雌蚊子那样会吸食人血。地方官员希望能通过它们来阻止此类蚊子的进一步繁殖。对于部分当地居民来讲,起初这一举措听起来似乎有悖常识。但随后便有人告诉他们,这一方案能在减少蚊虫数量的同时,限制杀虫剂的使用。

被释放的那些蚊子并没有经过基因改造,但它们却也不寻常。这些雄蚊子经由实验室培育,感染了一种自然界中存在的一种细菌——沃尔巴克氏体(Wolbachia),它可以有效地使蚊子失去繁衍能力。当这些雄蚊子被释放入居民后院,并与野生型雌蚊子交配后,它们产下的卵便无法孵化,致使蚊子数量减少。但这其中的原理人们还未了解透彻。

昆虫防控专家希望这些经过精心培育的蚊子能大大削减居民后院中野生蚊子的数量。虽然已有多种蚊虫(包括吸人血的蚊子)感染有沃尔巴克氏体的某些菌种,但对近四年突然肆虐洛杉矶的这种白纹伊蚊来说,科学家们此次选择的菌种并不在它们体内自然定居,因此科学家们不得不通过人工手段来使它们感染。

这招惹麻烦的野生蚊子又被称为“亚洲虎蚊”,它最初藏在从中国运来的竹子当中“偷渡”入境,随后遍布整个加州。它与加州其它蚊子不同的一点是,它们是登革热(dengue)及基孔肯雅热(chikungunya)的潜在携带者——这两种疾病可以通过蚊虫叮咬在人与人之间传播。在这种情况之下,大洛杉矶县(greater Los Angeles County)及圣盖博谷(San GabrielValley)主动提出要加入到此次灭蚊行动当中。

昆虫学家Stephen Dobson是这次灭蚊行动的发起者,他同时也是列克星敦肯塔基大学(the University of Kentucky in Lexington)的一名教授。他认为,这种白纹伊蚊刚侵入加州不久,因此还是可以控制的。去年,在地方监管机构及美国环境保护局( U.S. Environmental Protection Agency)的批准之下,他在列克星敦释放了一些蚊子作为试验。随后,他就指出要通过沃尔巴克氏体来完成灭蚊任务。但有一个问题,那就是蚊子在野外只能存活几周,因此Dobson的团队必须每周在每英亩土地上释放10000只雄蚊子,并这样持续几个月,才能获得成效。在蚊虫防控相关的项目上,美国国家卫生研究院(National Institutes of Health)提供了100万美金的资助。利用这些资助金,Dobson今年在列克星敦又释放了一批蚊子。在今年六月,他的团队还将此项目扩展到更远的地方,包括火烧岛(Fire Island)、纽约及洛杉矶。Tom Iwanejk是萨福克县公共工程部的一名环境分析师,主攻传病媒介控制方面的问题。对于在火烧岛展开的项目,他表示当地居民们并没有对此有多大异议。当地社区对于蚊虫防控的一般措施也都表示可以接受,比如使用杀幼虫剂及灭蚊喷雾。但有一点他们都一致同意,那就是减少杀虫剂的使用是有益的。

沃尔巴克氏体如何与宿主相互作用,则是一个较为复杂的问题。如果一只患病的雄蚊子与未患病的雌蚊子交配,它们产下的卵就不会孵化——这是Dobson所提出方案的关键。然而,如果是两只患病的蚊虫交配,它们产下的卵却会正常孵化,尽管它们的子代很有可能也会患病。但基本上这些患病的子代依然可以照常生长,并具有生育能力。与之类似,如果一只患病的雌蚊子与未患病的雄蚊子交配,它们产下的卵也可以照常孵化,尽管它们的子代也同样具有患病的可能。

将沃尔巴克氏体用于控制蚊媒疾病的传播,这并不是首例。此前,科学家们就曾利用某一菌株来控制登革热的传播。但这次在美国实施的项目比较特别,它首次将这种方式应用于消灭蚊虫。Scott O’Neill是莫那什大学(Monash University)的科学系主任,也是国际沃尔巴克氏体研究合作项目“消除登革热”(Eliminate Dengue)的负责人。他曾在过去四年中在澳大利亚释放感染有沃尔巴克氏体的蚊子,目前也在越南、印尼及巴西进行着同样的行动。但他这么做的目的并不在于使这种蚊子灭绝——事实上,他同时释放了患病的雌蚊子与雄蚊子,这样它们的卵就可以正常孵育,并把疾病传给子代。他其实是希望使这种细菌在野外生活的蚊子体内传承下去,因为这种细菌还有一个神奇的特性,那就是它可以限制蚊子对登革热的传播能力,这也是该方法主要的着手点。这样一来,若所有地方的蚊子都感染了患上了沃尔巴克氏体,它们依然可以照常生存,只是再也不会通过叮咬来传播登革热了。

然而,Dobson这次在美国的方案并不是想让沃尔巴克氏体在蚊子体内定居,而仅仅是希望以此来控制蚊子的数量。他还表示,这种方式可以取代杀虫剂的使用。但O’Neill等人之所以没有选择这种办法,是因为更大面积地应用这一方法其实非常困难——这需要持续地培育很多很多蚊子并将它们都释放出去。将这一品种的蚊子灭绝同时也意味着会有别的品种侵入并取代他们的生态位(niche)。但就目前看,洛杉矶县没有会传播登革热及基孔肯雅热的蚊虫,因此Dobson表示,瞄准起疾病传播作用的白纹伊蚊下手很有意义,能让这种外来入侵的“优势种”不再占有那么大的优势。对于其他一些频繁使用杀虫剂的地区来讲,通过释放这种患病的蚊子来灭蚊,也可以作为替代方法来减少化学杀虫剂的使用。

Stephen Higgs是堪萨斯州立大学(Kansas State University)的一名传染病专家,他虽然没有参与到此次灭蚊行动中,但他认为,我们无法仅通过单独一种方式来控制蚊子的数量,而这种新灭蚊方式具有极大的应用潜力。不过,这种方式可以在更大范围内应用吗?对此他表示,他几乎可以预见到良好的前景,但成本分析是必须进行的,大范围应用这种灭蚊方式应该可以减少释放每批蚊子需花费的成本。在明年年初之前,Dobson及他的团队将有望获得足够的数据来试图回答这些问题。但就现在而言,试验地区的卫生部门官员仅仅是希望能根除这些恼人的入侵蚊虫,还加州一片清静。(翻译:李桂林  审稿:冯薇)

原文链接:

http://www.scientificamerican.com/article/fighting-mosquitoes-with-mosquitoes/