防蚊虫叮咬 科学家有了新发现

作者:沁冰游戏论坛 | 分类:环球人物 | 浏览:59 | 评论:

  出汗、暴晒、蚊子咬,在夏天的这三大烦恼里,蚊子咬大概是最让人头痛的,人类与蚊子的这场战争,也不断转型升级,已经从风油精、电蚊香,上升到生物武器了:

  2016年和2017年蚊子的繁育季节,在中国广州的试验现场,科学家每周释放出500万只经过“绝育”处理的雄性白纹伊蚊,随后每周监测蚊子卵的数量和成体雌蚊子的数量变化。

  野生雌蚊子最终发现,它们耗尽一生与魅力配偶产生的爱情结晶,全都无法存活。

  最近一期《自然》杂志上线的一篇论文,中山大学团队报告了这项在全世界备受关注的田间试验的结果:在试验现场,科学家们结合了两种改造蚊子的技术,将世界上最具侵略性的一种蚊子种群——白纹伊蚊“几乎完全消灭”。

  你身上的蚊子包

  多带有花脚蚊子的“logo”

  对白纹伊蚊,我们不要太熟悉,熟悉到,现在马上低头在自己身上找一个最新鲜的蚊子块,十之八九就打着白纹伊蚊的“logo”——它们是浙江本地的优势蚊种之一。

  白纹伊蚊喜欢住在闹市区,水面越小的区域,越容易滋生。

  如果把2~6毫米大小的白纹伊蚊放大观察,你会发现这种蚊子长相文艺,身上“穿”的是黑白相间斑纹罩衫,所以得个俗名“花蚊子”。

  花蚊子,是世界上最具侵略性的一种蚊子种群。据资料记载,在1.7亿年前的侏罗纪,就已演化出白纹伊蚊的始祖。人类发现的最早白纹伊蚊种群的化石证据,处于白垩纪的岩层当中。

  白纹伊蚊原产东南亚,至今几乎遍布人类长期居住的所有地方。如此古老的昆虫一直能逍遥到今天,是种无比成功的物种典范,它们被入侵物种专家小组列为世界百大外来入侵物种之一。

  白纹伊蚊的警觉性比本地的按蚊、库蚊都要高很多,一有动静就蹿,想靠巴掌拍死它不容易。而且还少食多餐,同时是登革热、疟疾、黄热病、寨卡等疾病的传播媒介,对人的攻击力非常致命。

  盖茨基金会曾经做过一项统计——“哪种动物每年杀死人类的数量最多”,答案就是蚊子。比如,每年在全世界因感染疟疾而死亡的人约在60万以上。

  不过,咬人的通常都是雌蚊子,这倒不是雄蚊子天性善良,而是它们没有装备:用以吸血的针管。但是,白纹伊蚊的雌虫,拥有吸血的秘密武器。

  著名植物、昆虫研究专家林海伦曾经拍下过蚊子的显微照片,在图片中可以清晰地发现:

  雌性白纹伊蚊的口器十分复杂——口器中央处的吸血管,与注射器的针头完全一样,有尖锐的斜口尖头,直径不到4微米。吸管内径大约为10微米,吸管上有明显的横纹,具有一定的收缩性,便于用力插入宿主的皮肤组织,且能迅速吸取血液。这个部位,还有一个用来向宿主注入口水的小管子,会向宿主的血液中注入凝血成分的口水,且口水中常带有病毒和细菌,直接导致皮肤起红肿小疱。除了中央的细血管,边上还有4个附器。平时附器看上去是合在一处的,最外边2个附器犹如固定用的支架,里边2个附器,用来包裹中央的吸血管,可以随吸管弯曲,先端有切割皮肤的细锯齿。

  每周放出500万只雄蚊子

  魅力值爆表却不中用

  与蚊子的长期斗争中,科学家尝试过不少方法。

  第一种策略,是利用辐射让雄蚊不育,类似于结扎,再把它们放到野外去和雌蚊子交配,这种雄蚊子与雌蚊子交配后,产生的虫卵,无法正常发育。

  但是,科学家发现,不育雄蚊通常比较虚弱,交配欲望变得不强烈,并且在身体形态、振频等“择偶”指标的表现上,都令雌蚊不甚满意,远不及野生雄蚊。因此,光靠这种“昆虫节育技术”,控蚊效果还不理想。

  另一个更好的方法,是用一种叫“沃尔巴克氏体”(Wolbachia)的细菌感染蚊子。这种细菌对人体无害,但能感染很多昆虫,并影响昆虫的生殖细胞。

  当然,也是从雄蚊子下手。受到细菌感染的雄蚊子释放到野外后,当它们与未受感染的雌蚊子交配时,有沃尔巴克氏体的精细胞遇到不含同种细菌的卵细胞,“胞质不融合”现象会让虫卵无法存活,从而达到让蚊子绝育的效果。而这种改造也一点不影响蚊子先生的“雄风”。

  细菌感染的方法在小规模试验中确实效果很好,可以把蚊子完全消灭。然而在更大范围实施时,存在一个风险:研究者要把感染了沃尔巴克氏体的雌蚊挑出来消灭,漏网雌蚊被放到野外的话,还能继续生“二胎”。

  在中山大学与密歇根州立大学联合创立的热带病虫媒控制联合研究中心,负责人奚志勇教授带领的研究队伍,将辐射和细菌感染两种方法,做了组合和优化。

  科学家们首先让白纹伊蚊感染三种沃尔巴克氏体菌株,保证雄蚊和野生雌蚊绝后。随后,研究人员结合了低剂量辐射让蚊子们不育。这么做的好处是,被细菌感染的雄蚊即便被放出去,也没有风险,同时保证受到辐射的雄蚊仍具有相当的生殖竞争力。

  在《自然》上发表的这项研究,让科研人员减轻了筛选蚊子雌雄的压力,养绝育蚊的“蚊子工厂”产量大增,每周可产生一支500万只雄蚊子组成的绝育大军。

  野生蚊数量锐减90%

  终于能过个无蚊的夏天

  经过实验室内的小规模成功,以及对种群数量变化的理论推演后,研究团队经农业部批准,展开了“以蚊治蚊”的开放式田间试验。

  研究团队与广东省和广州市的疾控中心合作,选择了两个相对隔离的小岛,从2015年起大规模投放“绝育”蚊子。

  在2016年和2017年,每逢蚊子的繁育季节,每周、每公顷有16万只既受过三重细菌感染又受过辐射的白纹伊蚊登场。在随后的时间里,科学家们每周监测蚊子卵的数量和成体雌蚊子的数量变化。

  正如科学家们的预期,控制效果十分喜人。持续两年,在释放蚊子的试验点,相比对照地点,野生蚊子数量锐减90%左右!

  种群遗传学分析显示,仅剩的蚊子可能是从研究地区之外的地方随着人类活动迁移进来的。

  值得一提的是,蚊子数量的大幅减少也从岛上居民的直观感受中反映出来。两个岛上,蚊子的叮咬率分别下降了96.6%和88.7%。

  这两个岛在哪里,很想去啊,过一个默默无蚊的夏天。

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