来源: 科学媒介中心

  邱媛媛    供稿

  夏日最让人心烦的除了酷热难熬的天气,就是蚊子了。市面上有各种驱蚊、灭蚊产品,依旧无法完全消灭它。

  十几年前,科学家就提出通过释放大量转基因蚊子来帮助人们消灭蚊子(以蚊制蚊的想法,但是这种做法因其对生态带来的不确定性而备受质疑,许多国家和地区也严厉禁止这种做法。

  近日,美国佛罗里达州州政府批准了一项“灭蚊计划”,计划在2021-2022年释放超过7.5亿只经过基因改造的埃及伊蚊,招致了众多批评的声音。转基因蚊子究竟是科技福音还是巨大灾难?

  蚊子的危害

  科学家统计了地球上最致命的15种动物,最致命的动物不是凶猛的百兽之王,而是我们生活中最为常见的蚊子。根据盖茨基金会的估计,蚊子每年会导致70万人死亡,它们是疟疾、登革热、黄热病等疾病的载体,对人类影响极大。

  2015年,蚊子夺走了全球83万人的性命,主要原因是蚊子在吸食患病者的血液后,会将病人血液中的细菌、病毒或疟原虫带给下一个被叮咬的人,使这些病原体在人群中不断传播,导致传染病大面积暴发。其中,身长仅4毫米埃及伊蚊,造成了寨卡病毒大暴发。

  与蚊子的斗争史

  蚊子是传播疾病的主要媒介,通过杀灭蚊虫可以减少疾病的传播。科学家一直试图消灭蚊子,在与人类的斗智斗勇中,飞得慢、声音响的蚊子被打死了,耐药性差的被“熏”死了,而剩下的蚊子堪称吸血鬼家族的“战斗机”。

  1939年,瑞士化学家米勒发现DDT及其化学衍生物对害虫有剧烈毒性,米勒也因此获得了1948年的诺贝尔生理学或医学奖。DDT不仅能有效杀死农作物害虫,提高粮食产量,还能有效阻断蚊虫携带的疟疾病菌传播,自上世纪40年代起被广泛使用且成果显著。

  不过,科学家发现DDT具有生物累积性,会对环境和人类本身带来严重问题,而且蚊子很快就会产生抗药性。随后推出了二氯苯醚聚酯的合成杀虫剂,但到了90年代,蚊子对这种杀虫剂普遍具有了抗药性。

  这是意料之中的,盖茨基金会的昆虫学家称,多数新型杀虫剂的杀虫效果只能持续数年,此后蚊子就会产生抗药性。英国伦敦卫生与热带医学院研究发现,蚊子正在“无视”避蚊胺(DEET)这种目前被广泛应用于驱蚊液、花露水中的物质。

  另一种被寄予厚望的灭蚊手段是昆虫绝育技术,雌性蚊子只能交配一次,如果它和受过辐射导致生育能力被破坏的雄性交配,该雌性蚊子的后代都不能存活。但是,辐射使得雄性蚊子变得很虚弱,难以进行交配,可见这一计划并不可行。

  “以蚊制蚊”的灭蚊策略

  人类不断想办法灭蚊,但蚊子的繁殖能力太强了。雌蚊子的一生(一个月左右)可以产卵6-8次,每次能产下200-300粒卵,也就是说,一只雌蚊子可以生出上千只小蚊子,而人类采用的各种方式只能消灭少量的蚊子。

  随着生物技术的发展,转基因技术有希望成为灭蚊新武器,科学家致力于研究带有“死亡开关”基因的转基因雄性蚊子。为了消灭疾病威胁的埃及伊蚊,美国计划释放约7.5亿只转基因蚊子。这是美国环保局(EPA)批准的一项为期两年的灭蚊实验计划,由英国生物技术公司Oxitec执行。

  该方法针对的是埃及伊蚊的雌性蚊子,因为只有雌性蚊子叮咬吸食人的血液才能使卵成熟,雄性只吃花蜜,不叮咬人,不是疾病的携带者。实验室中培育的雄性转基因埃及伊蚊(OX5034),带有两种特殊基因,一种是在特殊红光下发出荧光的标记基因,方便科学家追踪识别转基因蚊子,另一种是“死亡开关”基因。

  雄性埃及伊蚊体内有一种对四环素敏感的“致死”基因,在实验室中不断喂养四环素抑制了致死基因的活性,因此蚊子可以正常存活。当转基因蚊子被释放到野外,并跟野生雌性埃及伊蚊交配后,会将这种“致死”基因遗传给后代。

  后代中的雌性蚊子不能生成一种必要蛋白质,在成年之前就会死亡,而后代中的雄性蚊子可以存活,并继续与雌性蚊子交配,经过一代又一代,雌性蚊子数量逐渐减少,最终达到控制蚊子数量的目标。Oxitec公司的一份报告写道,“一旦雌性蚊子后代无法生存,当地埃及伊蚊种群将得到控制。

  争议与质疑

  早在2007年,Oxitec就通过上述策略研发出第一代转基因蚊OX513A,应用的是一种可以让后代蚊子不分雌雄都因为转入的致死性基因而死亡的技术。在一系列小规模的野外实验后,2013年起,Oxitec每周向巴西东部巴伊亚州的雅科比纳市投放大约45万只转基因雄蚊。

  在27个月的时间内,Oxitec公司总计投放近5000万只蚊子,转基因蚊子实验确实取得了一定效果,但同时也遭到了一些质疑。根据Oxitec的完美设想,转基因蚊子和野生雌蚊交配后,后代不仅存活率低,还会失去生育能力。

  然而,耶鲁大学生物学家Jeffrey教授的研究发现,在投放后的第6、12、27个月, Jeffrey教授采集的样本中,有10%-60%的个体都拥有来自OX513A的基因,且还产生了巴西、古巴、墨西哥的“三国混血”后代。

  这不得不让人猜想,新型蚊子会不会与其他种类交配,产生更为强大的超级蚊子?虽然目前还没发现威胁,但未知的结果反而更让人担忧。如何减少疾病在人类之中的传播,而又不影响大自然,这是目前科学家还需要攻克的难题。

  参考文献:

  https://time.com/6047051/genetically-modified-mosquitoes/

  https://www.sciencenews.org/article/mosquito-genetically-modified-us-florida-keys-pest-control-zika-dengue

  https://edition.cnn.com/2021/04/30/health/genetically-modified-mosquitoes-us-scn-wellness/index.html


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