被蚊帳難住,蚊子將午夜零食變成早餐

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


控制瘧疾傳播最有效的方法之一是使用浸有殺蟲劑的蚊帳。大多數傳播瘧原蟲(惡性瘧原蟲)的蚊子種類(按蚊屬)被認為是嚴格夜間活動的——它們僅在夜間活躍。

因此,睡在蚊帳下可以防止被疾病的昆蟲媒介叮咬。蚊帳透過兩種方式發揮作用——在蚊子和人類之間提供物理屏障,以及殺死接觸到浸漬殺蟲劑的蚊子。

正如我們多次痛苦地認識到的,進化傾向於找到繞過這些技巧的方法。許多按蚊物種或區域性種群已經進化出對蚊帳中常用的擬除蟲菊酯類殺蟲劑的抗性。然而,蚊帳的物理保護仍然應該是有效的,對吧?


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沒那麼快!9月21日發表在《傳染病雜誌》上的一項新研究記錄了當地蚊子種群的行為變化,這種變化有效地繞過了蚊帳的安全保護。他們做了什麼新的事情?他們改變了叮咬的時間!

攜帶瘧疾的蚊子被認為都是嚴格夜間活動的。最近,這種教條開始受到質疑,主要是因為在實施蚊帳的地區,瘧疾的發病率並沒有顯著下降。也許它們在白天飛行和叮咬,但還沒有人費心去檢驗這個假設?之前的一項研究注意到,活動和叮咬時間從午夜轉移到了傍晚。這項研究非常系統——在貝南的兩個地點重複實驗,在三個時間點進行:在兩個地點全面實施蚊帳之前、期間和之後。

他們做了什麼?他們大量收集蚊子,並記錄下捕獲蚊子的時間。此外,他們使用形態學來鑑定屬,並使用PCR來鑑定物種。每一隻蚊子都是甘比亞按蚊。他們測試了捕獲的蚊子的擬除蟲菊酯抗性,但沒有檢測到任何抗性——每隻蚊子都死了。因此,所有的變化都是純粹的行為上的。

他們是如何收集它們的?他們將人類放置在戰略位置作為活體目標。這看起來很像這個影片,只是他們實際上是將昆蟲捕獲到小瓶中,然後將它們轉移到小袋子中

在蚊帳在兩個村莊實施的短短幾年內,當地蚊子顯著改變了活動時間。它們現在主要在凌晨 5 點左右叮咬人類,而不是凌晨 2 點或 3 點。

這意味著什麼?

首先,我們尚不清楚這是一種進化(即基因)變化還是一種純粹的行為變化。可能幾年前,種群中活動時間存在相當大的遺傳變異,蚊帳提供了一種選擇性機制,使種群主要由深夜和黎明活躍的個體組成。蚊子也可能具有足夠的行為可塑性,使其能夠學習外出覓食的最佳時間。我很想看到蚊子被放置在隔離室中,以監測晝夜節律活動的純粹遺傳模式。

但讓我們從生態學的角度來思考。這裡有幾個參與者:瘧原蟲寄生蟲、按蚊媒介、人類宿主和捕食蚊子的捕食者,尤其是蝙蝠。幾年前,我曾詳細撰寫過關於此事的文章。這是一個簡單的示意圖,說明系統在不受干擾時如何工作

如果蚊子轉移到幾乎黎明時分,會發生什麼?

首先,人類起床活動,在蚊帳外,很容易被叮咬。如果人類是健康的,但蚊子是攜帶者,這是將瘧疾傳播給他們的一種好方法。

但是生病的人,瘧疾的來源,仍然無法獲得。在他們經歷“季瘧熱”的時候,也就是瘧原蟲出現在他們血液中的時候(我之前詳細解釋過),他們在午夜被蚊帳安全地隱藏起來,不會被晚咬蚊子叮咬。

其次,在黎明時分叮咬人類的蚊子更有可能被人發現,並迅速變成小而血腥的糊狀物。

第三,雖然在黎明時分飛行的蚊子可能能夠避開一些蝙蝠(但不是全部——許多蝙蝠會捕獵到黎明時分),但它們現在越來越容易受到其他捕食者的攻擊——青蛙、蜥蜴和鳥類——它們傾向於在黎明時分捕獵。

正如經常發生的那樣,當進化出新的適應性時,總是有利有弊。蚊帳現在正在選擇蚊子新的適應性。很難預測這些適應性對人類健康的利弊,或者這些適應性對蚊子及其生存的利弊,或者這些適應性對昆蟲捕食者的利弊。未來對這方面的研究將非常有趣,並且對控制瘧疾非常有用。

參考文獻

Nicolas Moiroux, Marinely B. Gomez, Cédric Pennetier, Emmanuel Elanga, Armel Djènontin, Fabrice Chandre, Innocent Djègbé, Hélène Guis 和 Vincent Corbel, 貝南普遍覆蓋長效殺蟲蚊帳後甘比亞按蚊叮咬行為的變化, J Infect Dis.(2012) doi: 10.1093/infdis/jis565

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