利用蚊子对抗蚊子

为了应对洛杉矶的虫害问题,虫害控制专家正在释放数千只感染了一种强效细菌的雄性蚊子

白纹伊蚊 是最近才引入加利福尼亚州的,研究人员希望借助一种强效细菌仍然有可能控制它们。

今年早些时候,洛杉矶居民开会讨论了一项新计划,即在他们的后院释放数千只蚊子。这些蚊子——全部是雄性——不会像雌性那样叮咬人类,地区官员希望这些特殊的昆虫能够阻止它们同类的进一步繁殖。对于一些当地居民来说,这种方法起初似乎有点违反直觉。然而,他们被告知这种方法将有助于减少杀虫剂的使用,同时击退他们的蚊子数量。

要释放的蚊子不是转基因的。但它们也并非完全是普通的蚊子。这些雄性蚊子是在实验室中饲养的,并在那里感染了沃尔巴克氏体,一种天然细菌,可以有效地使它们不育。当雄性蚊子被释放到人们的后院并与野生雌性蚊子交配时,由此产生的卵——原因尚未完全清楚——根本不会孵化,从而导致蚊子数量减少。

虫害控制专家希望,部署实验室蚊子最终将大幅减少人们社区中野生蚊子的数量。棘手的部分是,尽管某些沃尔巴克氏体菌株在许多种类的蚊子中已经很常见——包括一些叮咬人类的蚊子——但这种所需的沃尔巴克氏体并非自然存在于白纹伊蚊中,这种蚊子是在过去四年中在洛杉矶地区出现的物种。因此,科学家们不得不人工感染它们。


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有问题的野生蚊子,也称为亚洲虎蚊,最初是从中国竹子的货物中作为偷渡者引入该地区的,随后蔓延到整个州。与加利福尼亚州的其他蚊子不同,它们是登革热和基孔肯雅热的潜在携带者,这两种痛苦的疾病可以通过蚊虫叮咬在人与人之间传播。考虑到这一现实,大洛杉矶县和圣加布里埃尔谷自愿参与这项新努力。

史蒂芬·多布森,这位创立了沃尔巴克氏体行动的昆虫学家,也是肯塔基州列克星敦肯塔基大学的教授,他认为,由于蚊子对加利福尼亚地区来说仍然相对较新,因此可以控制它们。在去年他在列克星敦首次试点蚊子释放(获得当地监管机构和美国环境保护署的许可)后,他选择了沃尔巴克氏体来执行这项任务。问题在于,蚊子在野外只能存活几周,因此多布森的团队必须每周在每英亩土地上持续释放约 10,000 只雄性蚊子,持续几个月才能产生真正的效果。凭借美国国立卫生研究院为这个和其他蚊虫控制项目提供的约 100 万美元的资金,多布森的团队正在测试这种方法是否可以在实地奏效。今年他在列克星敦组织了另一系列蚊子释放,并且在今年六月,他的团队还在纽约州火岛和洛杉矶进一步扩大了该项目的范围。在火岛周围,“我们没有看到[居民]对这项计划的太多抵制,”萨福克县公共工程部病媒控制首席环境分析师汤姆·伊瓦内科说。“社区多年来一直接受包括使用杀幼虫剂和喷洒成虫在内的正常蚊虫控制方法——我们都同意减少杀虫剂的使用将是有益的。”

沃尔巴克氏体与其宿主相互作用的生物学原理有点复杂。如果携带沃尔巴克氏体的雄性蚊子与未感染的雌性蚊子交配,那么它们的卵将不会孵化。这是多布森方法中的关键。然而,如果两只都携带沃尔巴克氏体的蚊子交配,那么它们产生的卵将像正常情况一样孵化,尽管后代可能会携带沃尔巴克氏体。基本上,它们的生活将照常进行,并且它们将能够繁殖。同样,如果受感染的雌性蚊子与未感染的雄性蚊子交配,那么它们产生的卵也将像正常情况一样孵化——尽管后代也可能再次受到感染。

这并非沃尔巴克氏体首次被尝试用作阻碍蚊媒疾病传播的方法——科学家们之前曾使用一种细菌菌株来遏制登革热的传播。然而,这是美国一个独特的项目,也是唯一一个使用这种方法来消灭蚊子的项目。莫纳什大学科学学院院长兼名为“消除登革热”的国际沃尔巴克氏体研究合作项目的负责人斯科特·奥尼尔,过去四年一直在澳大利亚释放感染沃尔巴克氏体的蚊子,并且还在越南、印度尼西亚和巴西进行释放(参见相关的大众科学报道)。但在这些案例中,奥尼尔并非试图消灭蚊子种群。相反,他释放感染了该细菌的雌雄蚊子(因此卵仍然会像正常情况一样孵化,但内部会携带沃尔巴克氏体)。他的希望实际上是在野外蚊子的许多代中建立这种细菌,因为他的沃尔巴克氏体计划依赖于该细菌的另一个生物学特性——它限制了蚊子传播登革热的能力。使用奥尼尔的方法,如果所有区域蚊子都被感染,它们将继续过着典型的生活——它们只是无法通过叮咬传播疾病(参见相关视频)。

然而,在美国,多布森不希望沃尔巴克氏体扎根——他只是想控制蚊子数量。他说,他的方法是杀虫剂使用的替代方法。然而,奥尼尔和其他人不使用这种相同方法的一个主要原因是,在大片土地上扩大规模可能非常困难——需要持续不断地涌入蚊子,这涉及到饲养和释放大量的昆虫。消灭一种蚊子也意味着其他蚊子可能会进入并填补这个生态位。但在像洛杉矶县这样的地区,直到最近才出现携带登革热或基孔肯雅热的蚊子,多布森说,尝试针对这种携带疾病的种群是有意义的——使竞争蚊子成为次要优先事项。他补充说,在其他杀虫剂使用普遍的地区,利用这些蚊子可能有助于减少化学品的使用,作为一种补充方法。

“我们无法用单一方法控制蚊子,这是一种具有巨大潜力的新方法,”堪萨斯州立大学传染病专家史蒂芬·希格斯说,他没有参与这项工作。但这种方法能在更大范围内奏效吗? “我可以看到它,但必须进行成本分析。大规模释放的成本可能会下降,”他说。到明年初,多布森和他的团队希望收集到足够的数据,开始回答其中的一些问题。目前,测试区域的卫生官员只是希望消除这些入侵昆虫的嗡嗡声。

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