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抵抗登革熱:蚊子能否不辱使命
- 發(fā)布時(shí)間:2015-08-06 01:30:54 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào) 責(zé)任編輯:羅伯特
文·實(shí)習(xí)生 潘 婷
早上7點(diǎn)半,一輛載著幾百個(gè)塑料圓桶的機(jī)動(dòng)三輪車再次出現(xiàn)在廣州市沙仔島,而島上的居民對(duì)此已經(jīng)司空見慣,他們知道這是來(lái)放蚊子的。
“每個(gè)桶里裝著500只左右的白紋伊蚊雄蚊,圓桶紗網(wǎng)上的棉花團(tuán)浸泡著糖水,在釋放前給蚊子最后補(bǔ)充一次能量。”據(jù)報(bào)道,這些蚊子來(lái)自“世界最大的蚊子工廠”,科學(xué)家們?cè)谶@里賦予了白紋伊蚊新的使命——抵抗登革熱。
試驗(yàn):用蚊子打敗蚊子
“秘密武器”沃爾巴克氏體
2014年,廣東省暴發(fā)了中國(guó)歷史上最嚴(yán)重的登革熱疫情,確診病例43010例,超過(guò)歷史病例總和。為此,廣州市準(zhǔn)備第二年春季在南沙區(qū)沙仔島試驗(yàn)一種新登革熱防控方式。今年3月12日起,中山大學(xué)-密歇根州立大學(xué)熱帶病蟲媒控制聯(lián)合研究中心奚志勇教授團(tuán)隊(duì),在沙仔島陸續(xù)釋放“絕育”蚊子。
這些不是一般的蚊子,它們身上攜帶著名為“沃爾巴克氏體”(Wolbachia)的微生物。
沃爾巴克氏體是一種能夠經(jīng)卵傳遞的革蘭氏陰性胞內(nèi)共生菌,它的演化史可能只有不到一億年,但這小小的一個(gè)屬,以蠻橫的傳播方式,在自然界節(jié)肢動(dòng)物體內(nèi)廣泛存在。
科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),蚊子感染沃爾巴克氏體后,登革病毒就無(wú)法在其體內(nèi)繁殖和傳播,攜帶了新型沃爾巴克氏體的雄蚊與自然界的雌蚊交配后,精子和卵子結(jié)合后形成的胚胎無(wú)法順利發(fā)育,而不能產(chǎn)生后代蚊子。由于雌蚊一生只能交配一次,因此,通過(guò)大量釋放攜帶沃爾巴克氏體(Cl)的雄蚊,野生雄蚊與雌蚊交配幾率大大降低,從而可大量降低蚊蟲的后代數(shù)量,以達(dá)到抵擋“登革熱”的作用。
蚊子工廠還需擴(kuò)大產(chǎn)能
接種沃爾巴克氏體的絕育雄蚊釋放后的監(jiān)測(cè)任務(wù)又該如何進(jìn)行呢?奚志勇教授接受媒體采訪時(shí)表示,“實(shí)驗(yàn)室里有專門針對(duì)沃爾巴克氏體的分子診斷環(huán)節(jié),有(沃爾巴克氏體)的話,就有一條條閃亮的帶子,沒有的話就是空白?!庇纱耍芍居聢F(tuán)隊(duì)可以清楚地檢查出這些蚊子有沒有攜帶沃爾巴克氏體,以及攜帶沃爾巴克氏體的蚊子有多少,“這樣就能知道外面的比例控制得怎樣?!?/p>
6月份之前,團(tuán)隊(duì)對(duì)當(dāng)?shù)匾吧米拥目刂菩Ч_(dá)到70%以上,但隨著降雨的增多,野生蚊子數(shù)量陡增好幾倍,為維持優(yōu)勢(shì)比例,“絕育蚊子”的釋放量也要跟著翻倍。
由于產(chǎn)能不足,7月17日,新蚊子工廠正式啟用。原來(lái)100多平方米的生產(chǎn)空間擴(kuò)大到3000平方米,生產(chǎn)蚊子的規(guī)模從每周20萬(wàn)—30萬(wàn)只,提高到每周50萬(wàn)—60萬(wàn)。媒體報(bào)道稱,目前4個(gè)車間只用了1個(gè),如果全部開足馬力,產(chǎn)量可達(dá)每周上千萬(wàn)。
后果:生態(tài)平衡是否會(huì)被打破
離消滅蚊子、破壞食物鏈還遠(yuǎn)著呢
在知乎上,有網(wǎng)友進(jìn)行了這樣的推算:設(shè)環(huán)境中正常雄蚊、雌蚊、絕育雄蚊的比例為1∶1∶1,則下一代比例會(huì)變?yōu)?∶1∶2,經(jīng)過(guò)十代繁殖比例變?yōu)?∶1∶1024,蚊群最終會(huì)大量減少乃至消亡。提問(wèn)者不禁擔(dān)憂:“倘若蚊子的幼蟲孑孓從這世界上消失,有好幾百種魚就必須改換食譜才能生存了?!蹦敲?,絕育蚊子的做法是否會(huì)打破生態(tài)平衡,造成食物鏈的破壞呢?
為此,筆者采訪到中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)分子生物學(xué)博士、果殼網(wǎng)科技編輯曹睿,他解釋說(shuō):“自然界總共有3500種以上的蚊子,但只有一兩百種叮人,所占比例很小,消滅了一兩種蚊子造成的生態(tài)創(chuàng)傷很快就能恢復(fù)。”
中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所生物信息學(xué)研究組組長(zhǎng)韓春生研究員也認(rèn)為:“據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界每天有75個(gè)物種滅絕,每小時(shí)有3個(gè)物種滅絕,然而,生態(tài)平衡似乎并沒有被打破?!比祟惡臀米佣窢?zhēng)的歷史已經(jīng)很久了,這種通過(guò)釋放不育雄動(dòng)物來(lái)消除整物種的思路,在人類控制蟲鼠害的歷史中早就被提出和嘗試過(guò),“但我還不知道人們用這種方法到底消滅了哪種害蟲?!?/p>
他表示,蚊子的滅絕要取決于釋放的絕育蚊子數(shù)量的多少,假設(shè)有10只雌蚊,10只雄蚊,那么,釋放100只絕育雄蚊就有可能造成蚊子大量減少乃至滅絕;如果只釋放10只絕育雄蚊,那么滅絕的情況就不大可能了。
“大自然是復(fù)雜和神秘的,物種的保護(hù)和消滅,說(shuō)來(lái)真是有心栽花花不發(fā),無(wú)心插柳柳成蔭,不想滅絕的物種在快速自然滅絕,想滅絕的害蟲卻依然昌盛??茖W(xué)家在這樣的事實(shí)面前也有太多無(wú)奈!”韓春生說(shuō)。
“絕育蚊子”沒有被轉(zhuǎn)基因,出不了大亂子
沃爾巴克氏體的注入會(huì)不會(huì)導(dǎo)致蚊子的基因重組?
北京市園林科學(xué)研究院園林植保研究所王建紅專家接受筆者采訪時(shí)說(shuō),絕育蚊子只是單純注入了昆蟲共生菌沃爾巴克氏體,不涉及基因注入、基因重組等現(xiàn)代轉(zhuǎn)基因技術(shù),也就不可能產(chǎn)生所謂的轉(zhuǎn)基因帶來(lái)的“超級(jí)變異蚊子”。
“不育的蚊子并不是基因改造導(dǎo)致的,只是接種了沃爾巴克氏體而已?!辈茴T诮邮懿稍L時(shí)表示,實(shí)際上,昆蟲界中,這種細(xì)菌的寄生或者共生非常普遍,在拉丁美洲,感染沃爾巴克氏體的昆蟲占所有昆蟲的16%,而有的物種如果沒有沃爾巴克氏體的共生甚至無(wú)法生存。
“當(dāng)然,我們無(wú)法排除變異蚊子的產(chǎn)生——因?yàn)榧词箾]有沃爾巴克氏體,蚊子也是無(wú)時(shí)不刻在發(fā)生著變異的。只是如果有了這樣的生存壓力的話,必然會(huì)有適應(yīng)的個(gè)體被篩選出來(lái)?!辈茴V赋觯贿^(guò)不用擔(dān)心這些“變種蚊子”,首先這樣的過(guò)程往往是非常緩慢的,而且它們即將具有的“特殊能力”,也只是對(duì)沃爾巴克氏體更加不敏感而已,可能那個(gè)時(shí)候這種防治方法的效率會(huì)降低——就像細(xì)菌會(huì)開始對(duì)抗生素不敏感一樣,“但是并不會(huì)出什么大亂子?!?/p>
延伸:勝負(fù)未分的人蚊大作戰(zhàn)
破壞orco基因:讓蚊子變成“瞎鼻子”
針對(duì)蚊子的嗅覺特性,科學(xué)家們研究出一項(xiàng)名為鋅指核酸酶的技術(shù)。根據(jù)這項(xiàng)技術(shù), 用結(jié)合蛋白質(zhì)可破壞蚊子體內(nèi)的orco基因。
orco是一個(gè)編碼蚊子體內(nèi)嗅覺受體的基因,當(dāng)orco產(chǎn)生突變時(shí),蚊子就不會(huì)再組建嗅覺受體。這相當(dāng)于破壞了他們的嗅覺,使蚊子不再把人類當(dāng)作攻擊目標(biāo)。甚至,它們對(duì)避蚊胺的氣味也變得毫不在意。
植入Nix基因:將雌蚊變性
美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)的研究人員則采用改造雌蚊基因的方式將雌蚊“變性”。這種變性基因稱作“Nix”,研究人員把Nix基因注入到蚊子的胚胎中后,超過(guò)三分之二的雌蚊長(zhǎng)出了雄性生殖器和睪丸。然后,研究小組又把Nix基因從雄蚊的身上移除,之后它們長(zhǎng)出了雌性生殖器。
這項(xiàng)研究為控制蚊子性別的策略提供了依據(jù),即可以將吸血鬼雌蚊轉(zhuǎn)化成無(wú)害的雄蚊。但研究人員認(rèn)為,他們的方法目前尚不完善,可能還需要幾年的時(shí)間去優(yōu)化。
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