近日ღ✿◈,美国联邦政府和佛罗里达州政府批准了一项计划ღ✿◈,准备在明ღ✿◈、后年间ღ✿◈,向佛罗里达群岛放出7.5亿只蚊子玛雅网更新ღ✿◈。但消息传出后ღ✿◈,这项计划很快遭到了当地居民和一个环保组织联盟的怒声反对ღ✿◈。
蚊子是一种有害却又无处不在的生物ღ✿◈。他们不仅吸人血ღ✿◈,还会在顺口朝你的身体吐口水ღ✿◈,口水中那些蚁酸ღ✿◈、抗凝血剂及成分不明的蛋白质则会让人奇痒难忍ღ✿◈,身体上肿起一个个小包ღ✿◈。
更严重的是ღ✿◈,蚊子还是许多病毒或者寄生虫的携带者ღ✿◈。当它们叮咬人类时ღ✿◈,病毒或寄生虫就有可能会感染人体ღ✿◈。经蚊子传播的疾病多达80余种ღ✿◈,比如疟疾ღ✿◈、登革热ღ✿◈、乙型脑炎等让人闻之色变的名词ღ✿◈。
根据世界卫生组织公布的2015年数据凯发k8娱乐官网ღ✿◈,在致人死亡的动物排名中ღ✿◈,蚊子以杀人83万高居榜首ღ✿◈,比第2名的动物——人——多出25万ღ✿◈。近几年这个排名没有太大变化ღ✿◈,每年因为蚊子传播疾病致死的人数都在70万以上ღ✿◈。
不过ღ✿◈,当地人抗议ღ✿◈,并不是因为当地政府投放7.5亿只这种恐怖生物ღ✿◈,可能给他们带来巨大的健康风险ღ✿◈。恰恰相反ღ✿◈,靠着这7.5亿只蚊子玛雅网更新ღ✿◈,可能让更多的蚊子失去传播病毒的能力ღ✿◈,甚至死亡ღ✿◈。
这项美国环境保护署今年5月批准的试点项目ღ✿◈,旨在试验一种经过转基因处理的蚊子ღ✿◈,是否可以取代一些逐渐失效的传统方法ღ✿◈,控制能够携带寨卡病毒ღ✿◈、登革病毒的埃及伊蚊ღ✿◈。
灭蚊是非常困难的工作ღ✿◈,因为蚊子几乎是天生适应现代人类社会的物种ღ✿◈:人类在城市中大量集聚ღ✿◈,提供丰富的食物;人类储水需求ღ✿◈,以及轮胎ღ✿◈、花盆ღ✿◈、废旧游泳池这些东西玛雅网更新ღ✿◈,提供了良好的繁殖环境;城市环境不利于鸟类ღ✿◈、两栖类动物生活ღ✿◈,减少了蚊子的天敌ღ✿◈。
只要有积水的地方ღ✿◈,蚊子都可以繁殖ღ✿◈。所以要从切断繁殖途径入手灭绝蚊子ღ✿◈,几乎是一件不可能完成的任务ღ✿◈。
同时ღ✿◈,蚊子本身数量庞大ღ✿◈,每只雌蚊子一次还可以产上好几百颗卵ღ✿◈,增长极快ღ✿◈。人类传统的灭蚊方式——用手掌进行“降维打击”ღ✿◈,不仅效率不高ღ✿◈,还有点疼ღ✿◈。像蚊香ღ✿◈、引诱器这些ღ✿◈,也只能覆盖极小的地区ღ✿◈,相较于全球分布的蚊子而言ღ✿◈,无疑是杯水车薪ღ✿◈。
然而ღ✿◈,前面说到蚊子繁殖速度快ღ✿◈,这也意味着这个物种的变异和适应能力很强ღ✿◈,任何对付它们的手段ღ✿◈,很快就会产生抗性ღ✿◈,逼迫人们用上新的ღ✿◈、毒性更强的药物ღ✿◈,比如DDTღ✿◈。
然而ღ✿◈,杀虫剂不仅会杀死蚊子ღ✿◈,还会杀死其他无辜的虫类ღ✿◈,再毒死以之为食的其他生物ღ✿◈。杀虫剂灭蚊越有效ღ✿◈,对生态环境破坏就越大ღ✿◈。2004年ღ✿◈,曾经的功臣DDT已经变成了联合国挂号的“肮脏的12种化学物”之一ღ✿◈,遭到禁用ღ✿◈。
可以说ღ✿◈,用传统方法杀灭蚊子ღ✿◈,已经陷入了一个死循环ღ✿◈。科学家一直在寻找更加具有针对性ღ✿◈,也不那么容易产生抗性的灭蚊方法ღ✿◈。近年来基因技术的进步ღ✿◈,给科学家带来了新思路ღ✿◈。
要想彻底消灭蚊子传播的疾病ღ✿◈,科学家有2种方法ღ✿◈,其中一种简单粗暴——彻底消灭蚊子不就行了?这种思路被称作“种群抑制策略”ღ✿◈。
上世纪50年代ღ✿◈,科学家提出了“昆虫节育技术”(sterile insect techniqueღ✿◈,SIT)的方案ღ✿◈。他们使用X射线(后来是伽马射线和其他技术)照射雄蚊ღ✿◈,使之失去生育能力ღ✿◈,再将其大量投放到自然中ღ✿◈。
雌蚊一生只会交配1次ღ✿◈。所以ღ✿◈,只要消灭雄蚊的生育能力ღ✿◈,就等于同时消灭了它和交配对象的生育能力ღ✿◈。只要释放足够多的不育蚊子ღ✿◈,就能起到消灭其种群的作用ღ✿◈。
另外ღ✿◈,蚊子还有一种特性ღ✿◈,那就是雄蚊是不叮人的ღ✿◈,靠植物里面的汁液玛雅网更新ღ✿◈、花蜜等维生ღ✿◈,只有雌蚊叮人ღ✿◈。这样ღ✿◈,就算在一个地方释放数十亿只照射后的雄蚊ღ✿◈,也不会增加人们一丝被叮咬的烦恼ღ✿◈。
使用射线照射ღ✿◈,虽然可以使蚊子身体发生改变ღ✿◈,但却无法精确达到目标ღ✿◈。即便生殖细胞对射线更敏感ღ✿◈,但是射线引起的突变大体还是随机的ღ✿◈。
总体来看ღ✿◈,经过辐射的雄蚊会变得虚弱玛雅网更新ღ✿◈。在1年多的试验中ღ✿◈,尽管科学家对释放的雄蚊进行了精挑细选ღ✿◈,但依然无法在野外争夺交配权的过程中竞争过正常蚊子ღ✿◈,导致试验最终失败ღ✿◈。
还有一种策略是利用“胞质不亲和性”(cytoplasmic incompatability)现象ღ✿◈。这种现象指的是因为细胞内寄生虫引起的配子细胞变化ღ✿◈,导致精子和卵子不能形成有活力的后代ღ✿◈。
1971年ღ✿◈,加州大学洛杉矶分校的2位教授珍妮丝严(Janice Yen)和拉斐尔巴尔(A.Ralph Barr)发现ღ✿◈,雄性蚊子感染一种叫“沃尔巴克氏体”(Wolbachia)的细菌后ღ✿◈,它和未携带相同沃尔巴克氏体类型的雌蚊交配ღ✿◈,会产生胞质不相容性ღ✿◈。
然而ღ✿◈,其弊端依然明显ღ✿◈。最关键的是ღ✿◈,这种方法只能让雄性蚊子感染沃尔巴克氏体ღ✿◈,万一雌蚊也感染了同类沃尔巴克氏体细菌ღ✿◈,那么就不会产生胞质不相容性ღ✿◈。如果不慎让感染这类细菌的雌蚊跑到野外ღ✿◈,将细菌扩散ღ✿◈,整个方法就失败了ღ✿◈。
为了避免这一情况ღ✿◈,科学家需要在实验室内仔细筛选ღ✿◈,确保没有一只雌蚊可以飞出去ღ✿◈。这么做ღ✿◈,不仅这个环节费时费力ღ✿◈,还等于说之前培育蚊子的投入有一半打了水漂ღ✿◈,非常不经济ღ✿◈。
从2000年开始ღ✿◈,科学家尝试通过转基因技术来改造雄性蚊子ღ✿◈。相对于比较盲目的射线处理在基因技术逐渐发展后ღ✿◈,科学家又以此开发出了一种新方案——昆虫显性致死释放技术(Release of Insects carrying Dominant Lethalsღ✿◈,RIDL)ღ✿◈。
这个方案非常巧妙ღ✿◈,蚊子不必接受辐射照射ღ✿◈,因此它们和野生蚊子一样健康ღ✿◈,一样富有竞争力ღ✿◈。和前一种方法不同的是ღ✿◈,这种方法培育的蚊子是可以生育的凯发k8娱乐官网ღ✿◈。在这种情况下ღ✿◈,怎么样能使蚊子种群灭绝呢?
顾名思义ღ✿◈,这种基因的关键是一种叫四环素的物质ღ✿◈。当蚊子被喂食四环素时ღ✿◈,这种基因被抑制ღ✿◈,蚊子可以正常生长;但当缺乏四环素时ღ✿◈,这种基因就会被激活ღ✿◈,产生一种有毒蛋白质ღ✿◈,阻塞昆虫细胞内的细胞器活动ღ✿◈,使其他基因无法激活ღ✿◈,从而导致昆虫死亡ღ✿◈。
这样ღ✿◈,科学家在实验室中ღ✿◈,用四环素将这种转基因蚊子喂大ღ✿◈,然后释放到野外ღ✿◈。它们在和野外蚊子交配后ღ✿◈,就将tTAV基因传播出去ღ✿◈。而在野外没有四环素的情况下ღ✿◈,下一代蚊子在长成成蚊之前就会死掉ღ✿◈。
2009年ღ✿◈,推出这项技术的Oxitec公司在南亚大开曼岛上释放了首批经过转基因的OX513A埃及按蚊ღ✿◈。在结果良好的情况下ღ✿◈,2015年ღ✿◈,研究人员进行了更大规模的释放ღ✿◈。最后有300万只在实验室中被培育出的转基因埃及斑蚊进入开曼群岛的野生环境中ღ✿◈。
实验结果很不错ღ✿◈,转基因雄蚊有很强的竞争力ღ✿◈,野生雌蚊交配对象的50%都是人工培育出的转基因雄蚊ღ✿◈。在实验进行至6个月后ღ✿◈,开曼群岛上的蚊子数量已经下降了80%ღ✿◈。
之后在2010年ღ✿◈、2011年和2014年ღ✿◈,Oxitec公司又和马来西亚ღ✿◈、巴西ღ✿◈、印度ღ✿◈、巴拿马等国家合作进行RIDL项目ღ✿◈,也都取得了不错的效果ღ✿◈。
值得一提的是ღ✿◈,2018年ღ✿◈,Oxitec公司又发明了第2代转基因蚊子ღ✿◈。新一代转基因蚊子同样采用了RIDL技术ღ✿◈,不过ღ✿◈,它们比老一代蚊子多改造了1个基因ღ✿◈,使得其具有性别选择ღ✿◈。换句话说ღ✿◈,这是一种雌性特异的RIDL凯发k8娱乐官网ღ✿◈。
当这种转基因蚊子和野外蚊子交配后ღ✿◈,只有雌性后代会激活tTAV基因ღ✿◈,在没有四环素的环境下全部死亡ღ✿◈。而雄性后代继续携带tTAV与野生型雌虫交配……最终就能使目标种群“自毁”ღ✿◈。
当然ღ✿◈,这只是理想状态ღ✿◈。在孟德尔遗传方式下ღ✿◈,这些蚊子携带的基因会逐渐被稀释ღ✿◈。根据官方文章ღ✿◈,这种方法的效果可以持续10代ღ✿◈,所以要完全消灭蚊子种群ღ✿◈,还需要持续投放这种转基因蚊子ღ✿◈。
除了直接消灭蚊子ღ✿◈,科学家还有另一种思路ღ✿◈:既然最终是为了消除蚊子传播的疾病ღ✿◈,那么不一定要消灭所有蚊子ღ✿◈,消灭蚊子传播病毒的能力不也可以吗?
这种策略叫做“种群改变策略”ღ✿◈,或者是“种群替代策略”ღ✿◈,旨在将基因传播到媒介种群中ღ✿◈,从而降低蚊子的媒介能力而不杀死它们ღ✿◈。
这里首先要搞清楚一个问题ღ✿◈,为什么和人血亲密接触的蚊子ღ✿◈,却不会传播像艾滋病毒ღ✿◈、乙肝病毒等可以经由血液传播的疾病?
首先ღ✿◈,蚊子不会像人体吐出血液ღ✿◈,只会吐出唾液ღ✿◈。而吐出唾液的管道和吸入血液的并不是同一个ღ✿◈,吸血的通道也只作为一个单向的通道通向蚊子体内ღ✿◈,因此ღ✿◈,蚊子吸血后不会将血液吐出ღ✿◈。
更重要的是ღ✿◈,病毒实际上并不是像许多人想象那样ღ✿◈,是粘附在蚊子表面ღ✿◈,一碰到人就会传播ღ✿◈。事实上ღ✿◈,蚊子传播病毒ღ✿◈,首先自己要“感染”病毒ღ✿◈,再通过吐出的唾沫ღ✿◈,将病毒传播到人体内ღ✿◈。
比如寨卡病毒ღ✿◈,就可以存在于蚊子的中肠上皮细胞ღ✿◈,然后转移到唾液腺细胞ღ✿◈。在之后的5-10天ღ✿◈,寨卡可在蚊子的唾液中继续存活ღ✿◈。相反ღ✿◈,艾滋病毒既不会在蚊子体内发育ღ✿◈,也不会增殖ღ✿◈,反而会被其消化系统所消灭ღ✿◈。
而沃尔巴克氏体除了能让感染它的雄蚊和没有感染它的雌蚊交配后ღ✿◈,后代无法存活以外ღ✿◈,本身还有特别的作用ღ✿◈:能提高蚊子的免疫力ღ✿◈,不被登革热病毒ღ✿◈、寨卡病毒以及奇昆古尼亚热病毒“感染”ღ✿◈。这样凯发k8娱乐官网ღ✿◈,病毒也就无法通过蚊子在人群中传播了ღ✿◈。
所以ღ✿◈,先前进行的沃尔巴克氏体实验实际上有2种结果ღ✿◈:没有放跑转基因雌蚊ღ✿◈,成功避免沃尔巴克氏体在野外泛滥ღ✿◈,那就有可能消灭蚊子种群;就算放跑了ღ✿◈,那么野外种群带上这种菌群后ღ✿◈,也会失去对登革病毒ღ✿◈、寨卡病毒的传播能力ღ✿◈,只不过人就无法躲开叮咬之苦了ღ✿◈。
需要注意的是ღ✿◈,以上介绍的方法ღ✿◈,无论是通过RIDL技术消灭蚊子ღ✿◈,还是通过沃尔巴克氏体使之失去传播病毒能力ღ✿◈,都面临着孟德尔遗传规律ღ✿◈。
根据孟德尔遗传规律ღ✿◈,某一特定基因随着逐渐传代ღ✿◈,会逐渐被“稀释”ღ✿◈。几代之后ღ✿◈,那些含有抗体基因的蚊子也就不剩下什么了ღ✿◈。
而基因编辑技术的兴起ღ✿◈,尤其是可以随意剪切基因的CRISPR/Cas9技术出现ღ✿◈,使得科学家看到了用一种叫“基因驱动”的技术ღ✿◈,颠覆孟德尔遗传规律的可能ღ✿◈。
一般来说物种中都会存在这样一些基因ღ✿◈,它们在繁殖的过程被遗传的概率比普通基因高出50%凯发k8娱乐官网ღ✿◈。因此ღ✿◈,这些基因就可以很容易在群体中散播ღ✿◈,即使它们可能导致个体的适应性下降ღ✿◈。
而基因驱动就是借由与这些特殊基因类似的遗传“偏向性”ღ✿◈,将人为改造的基因快速散播到野生群体中ღ✿◈,不会被稀释ღ✿◈。这些改造可以包括基因的增添ღ✿◈、破坏或者修饰ღ✿◈,也可以包括减少个体的生育能力从而可能导致整个物种的毁灭ღ✿◈。
一方面凯发k8娱乐官网ღ✿◈,和对待转基因食品一样ღ✿◈,许多人对改造基因这种“扮演上帝”的行为存在天然的排斥ღ✿◈,尤其是在宗教盛行的国家玛雅网更新ღ✿◈。《麻省理工科技评论》杂志就质疑表示ღ✿◈,“哪个国家ღ✿◈、机构或个人有权力去改变影响全世界的自然法则?”
除此以外ღ✿◈,基因驱动技术发展至今不到10年ღ✿◈,很难说是已经成熟的技术ღ✿◈。而在安全使用方面ღ✿◈,这个技术可以被用作制造生物武器ღ✿◈,一旦被不怀好意的人或者恐怖分子掌握ღ✿◈,危险性非常大ღ✿◈。因此部分人认为ღ✿◈,应该等到可以制约基因驱动的手段出现ღ✿◈,才能将其投入使用ღ✿◈。
此外ღ✿◈,去年9月ღ✿◈,耶鲁大学的研究团队在知名期刊《科学报告》上发表论文ღ✿◈,对转基因蚊子进行了质疑ღ✿◈。
他们表示ღ✿◈,“杀手蚊”曾的确导致当地埃及伊蚊数量下降了85%ღ✿◈,但该项目的有效性似乎在18个月左右就已经失效ღ✿◈。在最初因基因编辑蚊子而受到数量抑制之后ღ✿◈,当地的蚊子数量反弹到了接近释放前的水平ღ✿◈。
之后ღ✿◈,蚊子的数量不仅会反弹到之前的水平ღ✿◈,而且人工引入的基因让蚊子变得更加强壮ღ✿◈,未来可能产生“超级蚊子”ღ✿◈。凯发k8娱乐官网版下载凯发·K8下载ღ✿◈。凯发天生赢家一触即发官网ღ✿◈。凯发在线网站ღ✿◈,k8凯发官方app下载ღ✿◈,天生赢家一触即发