高科技灭蚊妙法
2022-10-27编译滕慧月
编译 滕慧月
小小的蚊子可谓是人类最大的敌人之一。蚊子除了在我们身上留下大大的红包之外,还可能把黄热病、登革热和疟疾等各种致命疾病带给我们。每年有超过70 万人死于蚊媒传染病,蚊子也许堪称世界上最致命的动物之一。为了灭蚊,人类采取了各种各样的方法,科学家一直试图消除蚊子给人类带来的烦恼。
老上海洒油灭蚊
据文献记载,20 世纪初的上海“溪渠纵横交叉,退潮时候,一泓泓绿水都浓得像菠菜汤似的;于是,成了养育蚊蚋的大本营。”当时,不关好蚊帐是躲不开蚊子的。
可那时的上海,并非谁都买得起蚊帐。因此,政府和老百姓施行填池塘洼地、排干湿地、放养食蚊鱼类等一系列防蚊、灭蚊措施。此外,政府还向水沟中喷射一种油液。
为什么要喷油?喷的是什么油?因为油的密度小于水,漂浮于水面,等于覆上一层密不透风的薄膜,把蚊子的幼虫扼杀在摇篮中。所用的油,多是原油和煤油的混合物。
整个灭蚊工作从每年4 月一直持续到10 月,不到夏天就开始,过了秋天才结束。灭蚊有专业队伍,各区域每周巡回喷洒一次。到20 世纪40 年代,喷油灭蚊法还在使用。
油的密度小于水,漂浮于水面,等于覆上一层密不透风的薄膜,把蚊子的幼虫扼杀在摇篮中
让蚊子不孕不育
而今,在广州,有一个全球最大的“蚊子工厂”,每年选育约3.6 亿只蚊子,这究竟是怎么回事?近年来,这个养蚊场的专家已多次在广州放飞大量蚊子,目的是让它们打入“敌蚊”内部灭蚊。
在放飞蚊子的视频中,我们会看到密密麻麻的蚊子趴在工作人员的手上。难道工作人员不怕咬?其实,广州“蚊子工厂”产出的都是雄蚊,雄蚊的口器无法划开人畜的皮肤,一般也不会吸血,而是靠吸食植物汁液存活。在被放飞之前,这些雄蚊都接受了绝育处理——被注射了沃尔巴克氏体共生菌。由于雌蚊与这种雄蚊交配后产下的卵无法成功发育,而雌蚊一生又只能交配一次,因此这些雄蚊能大幅降低蚊子的“出生率”。
对于这种蚊虫防治方式,有人表示担忧。毕竟,由错误的灭蚊方式引发的灾难在历史上已有先例。1939 年,瑞士化学家发现一种名为DDT 的物质可以杀死昆虫。20 世纪50 年代,面对疟疾和黄热病等蚊媒疾病的流行,西方各国开始广泛使用DDT 灭蚊。到1962 年,DDT 的使用让埃及伊蚊几乎在西半球灭绝。然而,DDT 是一种内分泌干扰物,具有生物累积性,因此会严重危及人类健康,还会导致大型动物无法繁殖。而且,蚊子在DDT环境中会逐渐产生抗药性。从20 世纪70 年代起,世界各国陆续明令禁止生产和使用DDT。
求子艰辛
不过,不必过度担心同样的问题会发生在广州所用的这种蚊虫防治方法上,因为这种技术只针对传病的蚊子,而蝶、蜂等其他昆虫以及不传病的蚊子都不会受影响。放飞后的蚊子一般在7 天内就会自然死亡。而且,该技术使用的沃尔巴克氏体共生菌是一种非常安全的微生物,不会感染任何哺乳动物。
在大规模投放蚊子之前,科研人员早已在广州郊外进行了试验。2015年和2016 年,在获得相关许可和大部分居民同意后,科研人员分别选择了广州沙仔岛和大刀沙岛作为试验点。2016—2017 年,这两处试验区的白纹伊蚊数量减少了83%~94%。2018 年,团队的现场测试范围开始进入广州城区。如今,沃尔巴克氏体共生菌技术已成为全球瞩目的蚊媒疾病控制方法。
超孟德尔式遗传——基因驱动技术
基因驱动蚊子的体内埋下了负面基因
基因储存着生命生长、凋亡等过程的全部信息,是遗传的关键。生物子代会随机继承亲代的基因,进而表现出亲代的某些生理特征,这便是孟德尔定律。那么,有没有办法操控子代的遗传选择,让其继承亲代的特定基因呢?有,比如基因驱动技术。
基因驱动是指特定基因有偏向性地遗传给下一代的一种自然现象。在基因驱动中,特定基因的遗传率可以达到100%,远高于正常“孟德尔遗传”的遗传率。利用基因驱动技术,可以促进突变或外来基因在群体中迅速传播。基因驱动存在诸多潜在益处,如可用于制造遏制疟疾、登革热和寨卡病毒传播的转基因蚊子、恢复害虫对杀虫剂的敏感性等。
在开发出基因驱动技术之前,科学家已经尝试利用基因技术来控制蚊虫。2016 年3 月,英国某科技公司经美国批准,在美国佛罗里达州基黑文地区投放了一批转基因雄蚊,它们可导致与其交配的雌蚊所产下的幼虫早亡。同年8 月,科学家研究发现,在佛罗里达州投放转基因蚊子的实验未对环境产生显著影响。该公司还在巴西、巴拿马和开曼群岛开展过类似试验,参与试验的每个地区伊蚊数量都减少了90%以上。
上述“常规”转基因蚊子只经过普通基因工程技术改造,受改造的基因只能传一代,高度可控,但算不上基因驱动蚊子,因为基因驱动技术使用的基因可多代遗传,产生的是携带“基因驱动器”的蚊子,即基因驱动蚊子。
虽然目前还没有任何一种基因驱动蚊子真正被释放到自然界,但根据2020 年发表的一篇论文,科学家在实验室条件下通过改造冈比亚疟蚊的基因,扭转了蚊子后代的性别比例,从而使其产生更多的不咬人的雄性后代。此外,该研究还结合了基因驱动技术,可使蚊子的种群彻底崩溃。
这是第一个成功扭转性别的基因驱动案例,将来有望在控制自然疟蚊数量方面取得成效。改变疟蚊后代性别比例的原理是,在精子产生的过程中利用DNA 切割酶破坏X 染色体,从而产生以雄性为主的后代群体。虽然类似的方法之前就有,但传播的初始频率非常低。新研究结合了基因驱动技术,能够使这种突变实现近100%的遗传,而非像正常交配那样只有50%的概率。
全世界共有3000 多种蚊子,然而,并非所有蚊子都吸血。比如,有一种看起来很可怕、体长可达3 厘米、浑身发出金属光泽的巨蚊,它只吃花蜜,不吸血。但它也有残暴的一面,那就是它的幼虫特别能吃别的蚊子的幼虫,也就是孑孓(jiéjué)。一只巨蚊幼虫要吃掉一百多只孑孓,才能长大成虫。所以,你要是看见巨蚊,不要轻易拍死它,它可是你的灭蚊帮手。