如何对抗一种每年造成数十亿美元农作物损失的昆虫？这种入侵者已蔓延到每个有人居住的大陆，并具有对每种旨在毒杀它的新型化学物质产生抗药性的能力。也许——仅仅是也许——通过释放更多相同的昆虫。
今年夏天，成千上万的飞蛾将在纽约州北部的一片卷心菜地飞舞。这些在实验室中繁殖的雄性虫子携带一种基因，该基因旨在杀死它们与在卷心菜上觅食的野生雌性飞蛾所生的后代。这种基因定时炸弹是一种新兴的工具，用于控制农业害虫种群，这得益于不断改进的 DNA 编辑方法。
在未来几个月内，在冬天杀死飞蛾之前，康奈尔大学的研究人员将监测他们改良后的宠物与野生同类竞争配偶的效果。如果一切顺利，这项小规模实验可能成为商业化由英国公司 Oxitec 制造的转基因小菜蛾的一步。
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“我们可以想象，每周一次、两次、三次地在特定田地里释放雄性飞蛾，与野生雌性交配，防止害虫成为问题，”Oxitec 的飞蛾项目负责人尼尔·莫里森说。该公司还在调整其他六条腿的害虫，如橄榄蝇。
对于莫里森来说，实验室中的鳞翅目昆虫是对抗昆虫害虫的长期性战争中的最新武器。半个世纪前，科学家开始对螺旋蝇进行绝育，以减少这种食肉牛寄生虫的出生。由于缺乏使这种生物不育的基因工具，他们用辐射轰击它，以故意造成随机的基因损伤（这个想法受到人类突变的启发，而人类突变则归咎于原子弹）。数百万只经过绝育的螺旋蝇被释放到户外，它们在户外交配场景中占据主导地位，从而根除了美国的这种害虫，并使无数奶牛免受痛苦。
“这种技术非常成功，但这就像用大锤对昆虫进行绝育一样，”康奈尔大学的昆虫学家安东尼·谢尔顿说。他曾试图用辐射对飞蛾进行绝育，但发现所需的剂量使其虚弱得无法飞行。“基因工程使我们能够更加精确。”
Oxitec 已经在开曼群岛、马来西亚、巴西和巴拿马*释放的蚊子中测试了其致命 DNA。“我一直对这种方法持非常放松的态度，他们出色地证明了这些昆虫是安全的，”加州大学河滨分校的遗传学家彼得·阿特金森说，他没有参与该飞蛾项目。“飞蛾不会将它们携带的基因传递到野外的下一代，因为没有下一代。”
改变后的飞蛾所携带的基因似乎对被释放的雄性影响不大。但是，在野外继承了该基因的女儿应该会死亡。这是因为该基因会在雌性中产生毒素，除非通过定期喂食四环素来关闭它。在实验室里，研究人员提供抗生素，可以饲养多代雄性和雌性飞蛾的种群。在卷心菜地里，昆虫几乎不可能跑到药房购买这种药物，新生雌性永远无法长到成年。
“从生物学的角度来看，这是一项合理的技术，”佐治亚大学的蔬菜昆虫学家大卫·莱利说，他没有参与康奈尔大学的项目。“然而，不育并不是一种能在自然界中很好地持续下去的东西，因此你必须释放相当数量的飞蛾才能控制田间的种群。”
两年前，谢尔顿在室外笼子里将 Oxitec 的飞蛾与未改变的雄性进行了对比。事实证明，经过改良的虫子寿命一样长，并且在寻找配偶方面几乎一样出色。谢尔顿对结果感到鼓舞，他认为未来几周计划在纽约进行的露天释放是测试昆虫是否可以作为化学杀虫剂的可行替代方案的下一步。
谢尔顿说：“我曾收到来自中国、印度、东南亚的种植者写给我的信件，其中附有被毁坏的田地的照片，他们要求帮助。人们渴望尝试一种不同的技术。”
小菜蛾曾经是一种相对微不足道的害虫，只是众多啃食卷心菜、西兰花、球芽甘蓝和其他芸苔属蔬菜的害虫之一。它声名狼藉始于 20 世纪 40 年代，二战后推动了合成农药的发展。大多数昆虫都无法与滴滴涕或其他新型化学物质匹敌，但小菜蛾表现出一种生存的才能。它已经对自那时以来发明的每一代新毒药产生了抗药性。
“据我们所知，没有人制造出任何杀虫剂可以对抗小菜蛾，”莱利说。由于竞争对手的死亡，小菜蛾已经蔓延到世界各地。
如果谢尔顿的实验进展顺利，许多农民可能会欢迎这种新工具。“我认为使用昆虫是一个很棒的想法，”纽约种植者安东尼·皮埃德蒙特说。他已经将黄蜂、瓢虫和其他昆虫释放到他的田地中，以捕食吃他的卷心菜的飞蛾。但一些纽约种植者有不同的看法。东北有机农民协会 (NOFA) 谴责美国农业部 (USDA) 颁发允许进行飞蛾实验的许可证，担心如果死幼虫出现在他们的农作物中，这些方法可能会损害他们销售有机产品的能力。
在做出决定时，美国农业部表示，它已考虑了涉及基因本身以及帮助研究人员追踪飞蛾的荧光蛋白的潜在风险，并检查了毒性以及过敏反应的可能性。该机构还表示，它发现对环境的影响很小。尽管预计飞蛾不会远离纽约的释放地点，但美国农业部要求实验者在卷心菜地的边缘和更远的地方安装陷阱。“我们确实在监测该地点周围设置了一些条件，以检查是否存在意外扩散，”美国农业部动植物卫生检验局的部门主管艾伦·皮尔逊说。
但这些陷阱并非旨在捕捉每一只飞蛾，这让有机农民和 NOFA 工作人员安迪·费伦兹感到担忧。小菜蛾在他的农场并不是一个大问题；他少量种植的卷心菜不会吸引大量的害虫，而且由于他不使用化学农药，因此抗药性不是问题。管理有机农业的法规禁止他使用转基因昆虫，同时如果他邻居使用的此类昆虫的幼虫出现在他的农作物中，可能会对他进行处罚，他说。
“我并不是坚决反对基因工程，但是如果转基因材料的污染超过一定比例，我的农作物就不能作为有机产品出售，”费伦兹解释说。“谁有责任为此赔偿有机农民？”
对于谢尔顿来说，决定推进飞蛾意味着权衡风险——他说迄今为止实验室测试和室外笼测试的数据表明风险很小——与旧技术的已知风险作比较。“杀虫剂一直是害虫管理的非常有价值的工具，”谢尔顿说。“但是随着减少杀虫剂用量的压力，我们需要其他一些工具。”
*编者注（2017 年 8 月 25 日）：这句话在发布后进行了编辑。原文错误地指出 Oxitec 在佛罗里达州（而不是巴拿马）释放了蚊子。