利用蚊子對抗蚊子

為了應對洛杉磯的蟲害問題,蟲害控制專家正在釋放數千只感染了一種強效細菌的雄性蚊子

白紋伊蚊 是最近才引入加利福尼亞州的,研究人員希望藉助一種強效細菌仍然有可能控制它們。

今年早些時候,洛杉磯居民開會討論了一項新計劃,即在他們的後院釋放數千只蚊子。這些蚊子——全部是雄性——不會像雌性那樣叮咬人類,地區官員希望這些特殊的昆蟲能夠阻止它們同類的進一步繁殖。對於一些當地居民來說,這種方法起初似乎有點違反直覺。然而,他們被告知這種方法將有助於減少殺蟲劑的使用,同時擊退他們的蚊子數量。

要釋放的蚊子不是轉基因的。但它們也並非完全是普通的蚊子。這些雄性蚊子是在實驗室中飼養的,並在那裡感染了沃爾巴克氏體,一種天然細菌,可以有效地使它們不育。當雄性蚊子被釋放到人們的後院並與野生雌性蚊子交配時,由此產生的卵——原因尚未完全清楚——根本不會孵化,從而導致蚊子數量減少。

蟲害控制專家希望,部署實驗室蚊子最終將大幅減少人們社群中野生蚊子的數量。棘手的部分是,儘管某些沃爾巴克氏體菌株在許多種類的蚊子中已經很常見——包括一些叮咬人類的蚊子——但這種所需的沃爾巴克氏體並非自然存在於白紋伊蚊中,這種蚊子是在過去四年中在洛杉磯地區出現的物種。因此,科學家們不得不人工感染它們。


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有問題的野生蚊子,也稱為亞洲虎蚊,最初是從中國竹子的貨物中作為偷渡者引入該地區的,隨後蔓延到整個州。與加利福尼亞州的其他蚊子不同,它們是登革熱和基孔肯雅熱的潛在攜帶者,這兩種痛苦的疾病可以透過蚊蟲叮咬在人與人之間傳播。考慮到這一現實,大洛杉磯縣和聖加布裡埃爾谷自願參與這項新努力。

史蒂芬·多布森,這位創立了沃爾巴克氏體行動的昆蟲學家,也是肯塔基州列剋星敦肯塔基大學的教授,他認為,由於蚊子對加利福尼亞地區來說仍然相對較新,因此可以控制它們。在去年他在列剋星敦首次試點蚊子釋放(獲得當地監管機構和美國環境保護署的許可)後,他選擇了沃爾巴克氏體來執行這項任務。問題在於,蚊子在野外只能存活幾周,因此多布森的團隊必須每週在每英畝土地上持續釋放約 10,000 只雄性蚊子,持續幾個月才能產生真正的效果。憑藉美國國立衛生研究院為這個和其他蚊蟲控制專案提供的約 100 萬美元的資金,多布森的團隊正在測試這種方法是否可以在實地奏效。今年他在列剋星敦組織了另一系列蚊子釋放,並且在今年六月,他的團隊還在紐約州火島和洛杉磯進一步擴大了該專案的範圍。在火島周圍,“我們沒有看到[居民]對這項計劃的太多抵制,”薩福克縣公共工程部病媒控制首席環境分析師湯姆·伊瓦內科說。“社群多年來一直接受包括使用殺幼蟲劑和噴灑成蟲在內的正常蚊蟲控制方法——我們都同意減少殺蟲劑的使用將是有益的。”

沃爾巴克氏體與其宿主相互作用的生物學原理有點複雜。如果攜帶沃爾巴克氏體的雄性蚊子與未感染的雌性蚊子交配,那麼它們的卵將不會孵化。這是多布森方法中的關鍵。然而,如果兩隻都攜帶沃爾巴克氏體的蚊子交配,那麼它們產生的卵將像正常情況一樣孵化,儘管後代可能會攜帶沃爾巴克氏體。基本上,它們的生活將照常進行,並且它們將能夠繁殖。同樣,如果受感染的雌性蚊子與未感染的雄性蚊子交配,那麼它們產生的卵也將像正常情況一樣孵化——儘管後代也可能再次受到感染。

這並非沃爾巴克氏體首次被嘗試用作阻礙蚊媒疾病傳播的方法——科學家們之前曾使用一種細菌菌株來遏制登革熱的傳播。然而,這是美國一個獨特的專案,也是唯一一個使用這種方法來消滅蚊子的專案。莫納什大學科學學院院長兼名為“消除登革熱”的國際沃爾巴克氏體研究合作專案的負責人斯科特·奧尼爾,過去四年一直在澳大利亞釋放感染沃爾巴克氏體的蚊子,並且還在越南、印度尼西亞和巴西進行釋放(參見相關的大眾科學報道)。但在這些案例中,奧尼爾並非試圖消滅蚊子種群。相反,他釋放感染了該細菌的雌雄蚊子(因此卵仍然會像正常情況一樣孵化,但內部會攜帶沃爾巴克氏體)。他的希望實際上是在野外蚊子的許多代中建立這種細菌,因為他的沃爾巴克氏體計劃依賴於該細菌的另一個生物學特性——它限制了蚊子傳播登革熱的能力。使用奧尼爾的方法,如果所有區域蚊子都被感染,它們將繼續過著典型的生活——它們只是無法透過叮咬傳播疾病(參見相關影片)。

然而,在美國,多布森不希望沃爾巴克氏體紮根——他只是想控制蚊子數量。他說,他的方法是殺蟲劑使用的替代方法。然而,奧尼爾和其他人不使用這種相同方法的一個主要原因是,在大片土地上擴大規模可能非常困難——需要持續不斷地湧入蚊子,這涉及到飼養和釋放大量的昆蟲。消滅一種蚊子也意味著其他蚊子可能會進入並填補這個生態位。但在像洛杉磯縣這樣的地區,直到最近才出現攜帶登革熱或基孔肯雅熱的蚊子,多布森說,嘗試針對這種攜帶疾病的種群是有意義的——使競爭蚊子成為次要優先事項。他補充說,在其他殺蟲劑使用普遍的地區,利用這些蚊子可能有助於減少化學品的使用,作為一種補充方法。

“我們無法用單一方法控制蚊子,這是一種具有巨大潛力的新方法,”堪薩斯州立大學傳染病專家史蒂芬·希格斯說,他沒有參與這項工作。但這種方法能在更大範圍內奏效嗎? “我可以看到它,但必須進行成本分析。大規模釋放的成本可能會下降,”他說。到明年初,多布森和他的團隊希望收集到足夠的資料,開始回答其中的一些問題。目前,測試區域的衛生官員只是希望消除這些入侵昆蟲的嗡嗡聲。

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