將蚊子斬盡殺絕+文檔.doc

用基因技術(shù)把蚊子趕盡殺絕？你考慮好后果了嗎？ 原創(chuàng) 2015-08-18 珍妮特方 環(huán)球科學ScientificAmerican 環(huán)球科學ScientificAmerican 環(huán)球科學ScientificAmerican 微信號 huanqiukexue 功能介紹 科學美國人獨家授權(quán)中文版環(huán)球科學雜志 未經(jīng)許可請勿轉(zhuǎn)載。基因編輯技術(shù)的飛速進步，使得通過改造蚊子基因毀滅它們整個種群變得越來越具可行性。但在把這種討厭的害蟲趕盡殺絕之前，我們該考慮些什么呢？讓我們看看這篇自然（Nature）的舊文。撰文 珍妮特方（Janet Fang）翻譯 徐麗審校 馬宏每天，吉塔娃蒂墨菲（Jittawadee Murphy）都會打開一個炎熱、上鎖的房間，這間屋子位于馬里蘭州銀泉的沃爾特里德（Walter Reed）陸軍研究所，里面關(guān)著一群攜帶瘧疾的蚊子（史蒂芬斯氏按蚊）。她給數(shù)以百萬計的蚊子提供碾碎的魚食作為食物，并且讓妊娠中的雌蚊從昏迷的小鼠肚子上吸血它們一個月內(nèi)吸干了24只這種嚙齒動物！墨菲研究蚊子已經(jīng)20年有余，一直致力于尋找限制其所攜帶的寄生蟲的傳播方法。但是，她說，她寧愿它們從地球上消失。支持她的人一定有很多。每年全世界范圍內(nèi)會有2.47億人們感染瘧疾，其中近百萬人會因此死亡。蚊子還會傳播黃熱病、登革熱、乙型腦炎、裂谷熱、基孔肯雅病毒和西尼羅河病毒，造成了更加巨大的醫(yī)學與財政負擔。然后是蟲害的因素：它們的種群數(shù)量太過密集，甚至能讓阿拉斯加的馴鹿窒息，而現(xiàn)在正是北半球的夏天，蚊子的數(shù)量更是達到一個季節(jié)性的高峰，它們的口器深深扎入到整個北半球人們的血肉中。如果這個世界完全沒有蚊子，將會怎么樣呢？會不會有人（或者別的什么東西）會懷念它們？自然向研究蚊子生物學與生態(tài)學的科學家們拋出了問題，得到一些令人驚異的答案。目前約有3500種以蚊子命名的生物，其中只有一兩百種會叮咬或者襲擾人類。它們生存在幾乎每一塊大陸的各種棲息地上，在眾多的生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用?！拔米右呀?jīng)在地球上存在了至少一億年，”墨菲說道，“它們與相當多的其他物種一起進化?！毕麥缫环N蚊子，可能就會讓捕食者沒有食物，或讓某種植物失去傳粉的媒介。而探索一個沒有蚊子的世界已經(jīng)不再只是想象中的實驗：人們已經(jīng)投入了相當多的努力，就是為了消除這個最有害、最能傳染疾病的物種。然而科學家發(fā)現(xiàn)，在很多情況下，由一種蚊子的消失引起的生態(tài)缺口很快就會被其他生物的填滿。生活將會跟以前一樣，甚至還會更好?？紤]到它們是主要的疾病傳播媒介，“很難說消滅它們會有什么壞處，只是保不準有點附帶損害?！币晾Z伊州立大學的昆蟲生態(tài)學家史蒂文朱利亞諾（Steven Juliano）說。沒有蚊子的世界將會“對我們更安全”，來自巴西圣卡塔琳娜聯(lián)邦大學的醫(yī)學昆蟲學者卡洛斯布里索拉馬孔德斯（Carlos Brisola Marcondes）說，“蚊子的消失對于人類而言影響重大?！薄皹O地害客”如果蚊子全部消失，受影響最大的區(qū)域可能是北極凍原，這里居住著撮毛伊蚊（ Aedes impiger ）和黑足伊蚊（ Aedes nigripes ）。蟲卵將會在第二年積雪融化后孵出，發(fā)展到成熟階段僅需3到4周。從加拿大北部到俄羅斯，每年都有很短的一段時間內(nèi)它們數(shù)量極其龐大，在有些地區(qū)甚至會形成厚厚的蚊子云?！斑@在全球范圍內(nèi)都是一個非常罕見的情況，”昆蟲學家丹尼爾斯特里克曼（Daniel Strickman）說。他是美國農(nóng)業(yè)部在馬里蘭州貝爾茨維爾地區(qū)的醫(yī)療和城市昆蟲學項目的負責人，他還補充道，“世界上沒有任何一個其他地方，生物的數(shù)量可以如此龐大?！标P(guān)于如果這個生物群消失了會發(fā)生些什么，科學家們持有不同的觀點。北卡羅來納州環(huán)境與自然資源部的昆蟲學家布魯斯哈里森（Bruce Harrison）預計，若沒有蚊子作為食物，在苔原筑巢的候鳥數(shù)量將會減少50%以上。但其他的研究人員并不這樣認為。阿拉斯加費爾班克斯地區(qū)的美國漁業(yè)與野生動植物服務(wù)中心的一名野生生物學家，凱茜庫爾比（Cathy Curby）認為北極蚊子并沒有大量地出現(xiàn)在候鳥胃部的樣品中，蠓（搖蚊）才是更重要的食物來源。“人類可能高估了北極凍原的蚊子數(shù)量，因為它們只是選擇性地被我們所吸引?！彼f。蚊子平均每天從每只馴鹿上吸取高達300毫升的血液，因而我們曾經(jīng)認為麋鹿群應該會選擇迎風的路線來逃離蚊群。當馴鹿群在北極的山谷中遷移時，路線上的微小變化都會引發(fā)極大影響：它們踐踏草地、啃食地衣、輸送營養(yǎng)物質(zhì)、還會被狼群吃掉，這些最終會改變沿途的生態(tài)環(huán)境。如果將這些都考慮進來，蚊子的消失在北極地區(qū)會有相當大的影響，但是在其他地方是否也是這樣呢？“空中美食”“蚊子很容易捕捉，而且吃起來還不錯?！泵苄萘⒋髮W的水生昆蟲學家理查德梅里特（Richard Merritt）說。如果沒有了蚊子的幼蟲，會有數(shù)百種魚類不得不改變它們的食譜才能生存下去?！斑@聽起來很簡單，但飲食習慣這種特性已經(jīng)深深烙印這些魚的遺傳基因中。”哈里森表示。比如說，食蚊魚（Gambusia affinis）是一種專門的蚊子捕食者，很擅長殺死蚊子，因此被養(yǎng)殖于稻田和泳池里作為害蟲防治的手段，沒有了蚊子，它們說不定就會滅絕。而這種魚或其他魚類的消失會對整個食物鏈的上下游產(chǎn)生巨大影響。此外還有很多種類的昆蟲、蜘蛛、蠑螈、蜥蜴和青蛙也會失去這一重要的食物來源。在2010年發(fā)表的一項研究中，研究者在法國卡馬格地區(qū)的公園內(nèi)噴上微生物殺蟲劑，并跟蹤觀察捕食昆蟲的毛腳燕的生存狀況。他們發(fā)現(xiàn)，在噴上微生物殺蟲劑之后平均每只鳥巢會產(chǎn)2只幼鳥，而在其他對照地點則平均孵化出3只幼鳥。大量的捕食蚊子的鳥類很可能轉(zhuǎn)向其他昆蟲，這些昆蟲會在“后蚊子時代”大量繁殖來取代蚊子的生態(tài)位。其他的食蟲動植物可能完全不會想起它們：蝙蝠主要捕食飛蛾，而且蚊子在其腸胃內(nèi)還占不到2%?！叭绻阏谙哪芰?，”美國疾病控制與預防中心的醫(yī)學昆蟲學家珍妮特麥卡里斯特（Janet McAllister）反問道，“你會選擇吃22盎司的蛾子牛排，還是6盎司的蚊子漢堡？”菜單上的選擇很多，似乎大多數(shù)昆蟲捕食者在沒有蚊子的世界也不會挨餓。看來蚊子對生態(tài)系統(tǒng)的影響還沒有大到讓人們暫時放棄把它們趕盡殺絕的想法?！半S時效勞”蚊子的幼蟲在全球水生生態(tài)系統(tǒng)里的構(gòu)成了可觀的生物量。它們可以存在于一切水體中，從不管是雨后的水塘，還是樹洞，或者老舊的輪胎內(nèi)。在洪水泛濫的平原，幼蟲的密度大到它們的蠕動都能在水面上引起漣漪。它們以腐爛的樹葉、有機殘渣和微生物為食。問題是，如果沒有蚊子，其他的濾食性生物是否會來替代它們？“能夠處理有機碎屑的生物有很多，蚊子并不唯一的一種，更不是最重要的一種，”朱利亞諾說，“如果你取出飛機機翼上的一個鉚釘，飛機也不可能因此停止飛行。”也許蚊子消失實際的效果取決于具體的水體。在北美東海岸的紫瓶子草（一種豬籠草）內(nèi)有一個大約25到100毫升的微型水域，而蚊子的幼蟲是這個小小的緊密團體中重要的成員。北美瓶草蚊（Wyeomyia smithii）和瓶草搖蚊（Metriocnemus knabi）是唯二居住在此的昆蟲，一同住在這里的還有輪蟲、細菌和原生動物。當其他生物掉到水里淹死后，搖蚊咀嚼其尸體，瓶草蚊的幼蟲則以殘渣為食，為植物提供比如氮一類的營養(yǎng)物質(zhì)。在這個例子中，消除蚊子可能就會影響植物生長。在1974年，生態(tài)學家約翰阿迪科特（John Addicott，現(xiàn)就職于加拿大亞伯達省的卡里加爾大學）發(fā)表了關(guān)于豬籠草內(nèi)的捕食者與獵物結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，表明有蚊子幼蟲存在時，原生動物多樣性更加豐富。他認為，蚊子在進食時控制了原生動物中優(yōu)勢種類的數(shù)量，使得其他原生動物得以生存。而對于植物而言，更廣泛的后果仍然不得而知。如果蚊子提供了“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”即讓人類從自然中獲益，這可能會成為繼續(xù)讓蚊子存在的強有力的理由。美國羅格斯大學新布朗斯維克分校的進化生態(tài)學家迪娜豐塞卡（Dina Fonseca）舉出蠓科的搖蚊，有時候也被認為稱為蠓科小蟲（no-see-ums）這個物種來作為對比。“人們被蠓科小蟲叮咬，或者因為它們而感染病毒、原生動物或者絲蟲，就會很想消除它們，”她說，“但是因為一些蠓科蚊子是熱帶植物如可可樹的傳粉昆蟲，消滅了它們將導致我們沒有巧克力可吃?！背赡晡米右揽炕蹃斫o自身提供能量（只有某些雌蚊需要吸食血液來得到蛋白質(zhì)用于產(chǎn)卵），如果沒有蚊子，數(shù)千種植物就將失去一種傳粉媒介。但麥卡里斯特表示，對于人類依賴的作物而言，它們的傳粉好像沒啥用?！叭绻呐掠幸环N讓它們留在身邊的益處，我們早就利用它們了，”她說，“我們不需要蚊子的任何東西，除了讓它們走開?！蔽米樱耗阆矚g我哪一點？ 人類：我喜歡你離我遠一點。最終，似乎沒有蚊子可以做而其他生物不能做的事情，也許除了這一件它們極其擅長于從一個動物上吸食血液，然后在扎入到另一個動物體內(nèi)，這為病原微生物的傳播提供了理想途徑?！跋泻ξ米拥纳鷳B(tài)學效果是人口會增加，這就是結(jié)果?！彼固乩锟坡f。許多生命將會被挽救，更多的人將不再受疾病的折磨，許多國家也不再被瘧疾所困擾。比如在撒哈拉以南的非洲地區(qū)，消滅蚊子可能會讓國民生產(chǎn)總值增加1.3%（這是據(jù)世界衛(wèi)生組織估計每年由于疾病所消耗的GDP），這些錢可以用來加速當?shù)匕l(fā)展?！拔米拥南Э梢詼p少衛(wèi)生系統(tǒng)與醫(yī)院的財政負擔，將用于病媒傳播疾病的公共醫(yī)療開支投入到其他需要優(yōu)先解決的健康問題上，還能降低輟學率。”世界衛(wèi)生組織駐馬尼拉的瘧疾科學家杰弗里希（Jeffrey Hii）表示。來自佛羅里達醫(yī)學昆蟲學實驗室的生態(tài)學家菲爾盧尼博斯（Phil Lounibos）認為“消除蚊子只會暫時緩解人類的痛苦”。他的研究表明，消除一類病原微生物攜帶物種的努力都會是徒勞的，因為這個生態(tài)位缺口很快會由別的生物補上。他的團隊從佛羅里達州的垃圾場里收集了雌性黃熱病蚊（埃及伊蚊），發(fā)現(xiàn)其中一些已經(jīng)被亞洲虎蚊（白紋伊蚊）受精，而后者會攜帶多種人類疾病。這個受精過程會使雌性黃熱病蚊失去生育能力，表明了一個物種是如何取代另一個的。鑒于蚊子傳播疾病而導致的嚴重的人道主義與經(jīng)濟后果，多數(shù)科學家會認為人類總體健康的改善會超過人口增長的代價。而在生態(tài)系統(tǒng)中會造成“附帶損害”的觀點，也不會為蚊子贏得到多少同情?！懊恳环N生物在自然中都有重要作用”的浪漫觀點同樣不足以為