如何對抗一種每年造成數十億美元農作物損失的昆蟲？這種入侵者已蔓延到每個有人居住的大陸，並具有對每種旨在毒殺它的新型化學物質產生抗藥性的能力。也許——僅僅是也許——透過釋放更多相同的昆蟲。
今年夏天，成千上萬的飛蛾將在紐約州北部的一片捲心菜地飛舞。這些在實驗室中繁殖的雄性蟲子攜帶一種基因，該基因旨在殺死它們與在捲心菜上覓食的野生雌性飛蛾所生的後代。這種基因定時炸彈是一種新興的工具，用於控制農業害蟲種群，這得益於不斷改進的 DNA 編輯方法。
在未來幾個月內，在冬天殺死飛蛾之前，康奈爾大學的研究人員將監測他們改良後的寵物與野生同類競爭配偶的效果。如果一切順利，這項小規模實驗可能成為商業化由英國公司 Oxitec 製造的轉基因小菜蛾的一步。
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“我們可以想象，每週一次、兩次、三次地在特定田地裡釋放雄性飛蛾，與野生雌性交配，防止害蟲成為問題，”Oxitec 的飛蛾專案負責人尼爾·莫里森說。該公司還在調整其他六條腿的害蟲，如橄欖蠅。
對於莫里森來說，實驗室中的鱗翅目昆蟲是對抗昆蟲害蟲的長期性戰爭中的最新武器。半個世紀前，科學家開始對螺旋蠅進行絕育，以減少這種食肉牛寄生蟲的出生。由於缺乏使這種生物不育的基因工具，他們用輻射轟擊它，以故意造成隨機的基因損傷（這個想法受到人類突變的啟發，而人類突變則歸咎於原子彈）。數百萬只經過絕育的螺旋蠅被釋放到戶外，它們在戶外交配場景中佔據主導地位，從而根除了美國的這種害蟲，並使無數奶牛免受痛苦。
“這種技術非常成功，但這就像用大錘對昆蟲進行絕育一樣，”康奈爾大學的昆蟲學家安東尼·謝爾頓說。他曾試圖用輻射對飛蛾進行絕育，但發現所需的劑量使其虛弱得無法飛行。“基因工程使我們能夠更加精確。”
Oxitec 已經在開曼群島、馬來西亞、巴西和巴拿馬*釋放的蚊子中測試了其致命 DNA。“我一直對這種方法持非常放鬆的態度，他們出色地證明了這些昆蟲是安全的，”加州大學河濱分校的遺傳學家彼得·阿特金森說，他沒有參與該飛蛾專案。“飛蛾不會將它們攜帶的基因傳遞到野外的下一代，因為沒有下一代。”
改變後的飛蛾所攜帶的基因似乎對被釋放的雄性影響不大。但是，在野外繼承了該基因的女兒應該會死亡。這是因為該基因會在雌性中產生毒素，除非透過定期餵食四環素來關閉它。在實驗室裡，研究人員提供抗生素，可以飼養多代雄性和雌性飛蛾的種群。在捲心菜地裡，昆蟲幾乎不可能跑到藥房購買這種藥物，新生雌性永遠無法長到成年。
“從生物學的角度來看，這是一項合理的技術，”佐治亞大學的蔬菜昆蟲學家大衛·萊利說，他沒有參與康奈爾大學的專案。“然而，不育並不是一種能在自然界中很好地持續下去的東西，因此你必須釋放相當數量的飛蛾才能控制田間的種群。”
兩年前，謝爾頓在室外籠子裡將 Oxitec 的飛蛾與未改變的雄性進行了對比。事實證明，經過改良的蟲子壽命一樣長，並且在尋找配偶方面幾乎一樣出色。謝爾頓對結果感到鼓舞，他認為未來幾周計劃在紐約進行的露天釋放是測試昆蟲是否可以作為化學殺蟲劑的可行替代方案的下一步。
謝爾頓說：“我曾收到來自中國、印度、東南亞的種植者寫給我的信件，其中附有被毀壞的田地的照片，他們要求幫助。人們渴望嘗試一種不同的技術。”
小菜蛾曾經是一種相對微不足道的害蟲，只是眾多啃食捲心菜、西蘭花、球芽甘藍和其他蕓薹屬蔬菜的害蟲之一。它聲名狼藉始於 20 世紀 40 年代，二戰後推動了合成農藥的發展。大多數昆蟲都無法與滴滴涕或其他新型化學物質匹敵，但小菜蛾表現出一種生存的才能。它已經對自那時以來發明的每一代新毒藥產生了抗藥性。
“據我們所知，沒有人制造出任何殺蟲劑可以對抗小菜蛾，”萊利說。由於競爭對手的死亡，小菜蛾已經蔓延到世界各地。
如果謝爾頓的實驗進展順利，許多農民可能會歡迎這種新工具。“我認為使用昆蟲是一個很棒的想法，”紐約種植者安東尼·皮埃德蒙特說。他已經將黃蜂、瓢蟲和其他昆蟲釋放到他的田地中，以捕食吃他的捲心菜的飛蛾。但一些紐約種植者有不同的看法。東北有機農民協會 (NOFA) 譴責美國農業部 (USDA) 頒發允許進行飛蛾實驗的許可證，擔心如果死幼蟲出現在他們的農作物中，這些方法可能會損害他們銷售有機產品的能力。
在做出決定時，美國農業部表示，它已考慮了涉及基因本身以及幫助研究人員追蹤飛蛾的熒光蛋白的潛在風險，並檢查了毒性以及過敏反應的可能性。該機構還表示，它發現對環境的影響很小。儘管預計飛蛾不會遠離紐約的釋放地點，但美國農業部要求實驗者在捲心菜地的邊緣和更遠的地方安裝陷阱。“我們確實在監測該地點周圍設定了一些條件，以檢查是否存在意外擴散，”美國農業部動植物衛生檢驗局的部門主管艾倫·皮爾遜說。
但這些陷阱並非旨在捕捉每一隻飛蛾，這讓有機農民和 NOFA 工作人員安迪·費倫茲感到擔憂。小菜蛾在他的農場並不是一個大問題；他少量種植的捲心菜不會吸引大量的害蟲，而且由於他不使用化學農藥，因此抗藥性不是問題。管理有機農業的法規禁止他使用轉基因昆蟲，同時如果他鄰居使用的此類昆蟲的幼蟲出現在他的農作物中，可能會對他進行處罰，他說。
“我並不是堅決反對基因工程，但是如果轉基因材料的汙染超過一定比例，我的農作物就不能作為有機產品出售，”費倫茲解釋說。“誰有責任為此賠償有機農民？”
對於謝爾頓來說，決定推進飛蛾意味著權衡風險——他說迄今為止實驗室測試和室外籠測試的資料表明風險很小——與舊技術的已知風險作比較。“殺蟲劑一直是害蟲管理的非常有價值的工具，”謝爾頓說。“但是隨著減少殺蟲劑用量的壓力，我們需要其他一些工具。”
*編者注（2017 年 8 月 25 日）：這句話在釋出後進行了編輯。原文錯誤地指出 Oxitec 在佛羅里達州（而不是巴拿馬）釋放了蚊子。