纯科学”项目不会带来明确利益的情况下，还应该继续给物理学投入吗？......
2024-11-12 232
人蚊大乱斗，人类能胜出吗？
来源：互联网
2024-11-12 23:30:19 版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们
作者：王美慧（中国科学院亚热带农业生态研究所）
文章来源于科学大院公众号（ID：kexuedayuan）
被蚊子折磨的同时，我们也在思考有没有虐待蚊子的奇技妙招！而事实上人类与蚊子的斗争一直都未停止……
来自白垩纪的大家族
蚊子（mosquito），可谓是人类不折不扣的老前辈，人类存活在地球上的时间最多数百万年，而蚊子的历史却有上亿年。人家可是吸过恐龙血的存在。
蚊子，属于昆虫纲双翅目蚊科，全球约有3500种，是一种具有刺吸式口器的纤小飞虫，身长一般仅4-6毫米，最长的也不会超过10毫米。通常雌性以血液作为食物，而雄性则吸食植物的汁液。其中，以库蚊、伊蚊和按蚊最为著名和常见，而这三种蚊子也是丝虫病、流行性乙型脑炎、黄热病、登革热和疟疾的主要传播者。
（图片来自360图片）
小小的身体有大大的能量
蚊子的吸食时主要依赖其嘴上的6根比蜘蛛丝还细的尖螫针，其中有两根是刺血针，两根是长着32个锯齿的锯刺刀，其余一根是食道、一根是唾液管[1]。从唾液管注入到血管的唾液能有效的防止血液凝固，供蚊子源源不断地吮吸。但可恶的是，唾液中的蛋白质与人体的抗体混合而引起过敏，使被叮者的皮肤上产生小疙瘩而发痒。
蚊子身体结构
蚊子食量惊人，它一次吸血量可高达自己体量的3-5倍，而且用不了几小时便可消化掉了，这是其他动物远不能及的。
正在吸血的蚊子
蚊子的繁殖能力也十分强大。正常情况下，雄蚊只能活一二周，雌蚊最多也只能活一月，但雌蚊与雄蚊一次交配所获得的精子，足以供它一生若干次产卵之用。而且雌蚊每次产卵数百枚，从卵发育至成虫仅需10-15天，即使以一年仅繁殖7-8代蚊子计算，一只越冬雌蚊就可造就出上千万只蚊子来[2]。
蚊子喜欢哪种“口味”？
为什么有些人特别招蚊子？这可谓是个千古谜题！ 长久以来，人们趋于相信蚊子偏爱O型血和B型血的人，而不喜欢AB型血。事实上，通过美国科学家的研究表明，蚊子是不会区分人类血型的[3]。
蚊子的确有一定的“趋食性”，但绝不是人们理解的皮肤细嫩、血液香甜。那么，蚊子真正喜爱的人群到底是哪些呢？主要有以下几类：
呼出二氧化碳较多的人。对蚊子来说，人体排出的二氧化碳是引导它找到猎物的有效信息[4]。人在从事运动或体力劳动后呼吸会加快，呼出的二氧化碳相对较多，二氧化碳会在头上约1米左右的地方形成一股气流，蚊子对此比较敏感，更奈何蚊子超强的搜索能力，其搜索距离远至60公里[3]。
汗腺发达、体温较高的人。喜欢流汗的人，血液中的酸性增强，所排出的汗液使得体表乳酸值较高，对蚊子产生吸引力。此外，蚊子的触角内有一个受热体，对温度十分敏感，流汗的人肌体散热快，会对蚊子产生吸引力。
（图片来自https://www.fabiaoqing.com/）
孕妇。一项美国的医学研究显示，孕妇遭蚊子叮的机会比其他女性高一倍[4]。一是孕妇内性激素分泌水平较高，新陈代谢加快；二是孕妇在临产前，呼气量比没有怀孕的女性大21%，呼出更多的潮湿气体与二氧化碳；三是和没有怀孕的女性相比，孕妇的腹部温度更高。每个因素都是蚊子的挚爱！
化妆的人。美国科学家们利用嗅觉仪器对3900多种物质进行了测试和分析。结果发现，使用含有硬脂酸的香水、发胶、面霜等花香味的化妆品以及焗油膏，被蚊子叮咬的几率会大大增加。甚至夏天洗澡使用香味过浓的香皂和沐浴液也会引来蚊子的“光顾”。
穿深色衣服的人。蚊子怕光但又不喜欢光线太暗，最喜欢在弱光环境下吸血。白天，当人们穿着深色衣服时，反射的光线较暗，恰恰投其所好。此外，深色衣服的吸热能力强，蚊子又喜欢叮咬体温较高的人，自然而然的诱惑指数大涨。
消灭蚊子，谈何容易
被蚊子叮咬，除了少许痒痛、起个红包之外，还可以导致局部炎症和过敏反应，对特定敏感个体而言，甚至引发严重的全身过敏。另外，据相关研究统计，每年有近100万人因蚊子传播的疟疾病毒而丧生，其他病毒的传播（如黄热病、革登热等）同样给人类造成了巨大的损失！于是，人类起了“灭门”之心。
传统灭蚊
人类与蚊子的抗争，素来有之。《诗经·小星》中记载：肃肃宵征，抱衾与裯。此处的“裯”即为蚊帐，传说古人就算再穷，借钱也会买一顶蚊帐，和蚊子死磕到底。
除了最基础的蚊帐，人类想出了各种各样的招数以抵抗甚至消灭蚊子，香炉、香囊，熏艾草，涂黄酒等等，之后是蚊香、灭蚊灯之类。
药物灭蚊
随着科学技术的进步，人类与蚊子间的争斗发生了一些变化，人类逐渐掌握了更多对付蚊子的手段。特别是上世纪40年代，“六六六”、“DDT”等，高效的杀虫剂问世后，让人类得到了杀蚊利器。人们开始有意识地向蚊子展开主动进攻，然而，化学杀虫剂的使用只取效于一时，不久蚊子产生了抗药性。更始料不及的是，杀虫剂不仅没有使蚊子绝迹，反而污染了我们自己的生活环境[1]。即使后来的激光灭蚊也没有显著效果。
喷药灭蚊
基因灭蚊
美国约翰·霍普金斯大学的研究人员培育出一种生命力强的转基因蚊子。这种转基因蚊子中携带一种可以阻断疟疾传播的SM1蛋白质，并且这种转基因蚊子还携带一种令眼睛变红或变绿的标记基因，很容易跟野生蚊子区分开来。科学家希望将它们大量放到疟疾肆虐的地区，与野生蚊子交配、繁殖。经过几代后，这种对疟疾的抗感染能力可以广泛扩散到蚊子种群中去，从而令更少的蚊子携带疟疾病毒，以达到减少疟疾传播的目的[5]。
荧光下的携带抗疟疾基因的蚊子
（图片来自MIT Technology Review）
另一种办法是给蚊子进行基因绝育。英国伦敦大学帝国理工学院的研究人员Roberto等人寻找给雄蚊绝育但不会令其身体受损的方法，即将一种黏菌基因移植到非洲疟蚊体内后，会产生一种名为I-PpoI的核酸内切酶，这种酶在疟蚊产精的过程中选择性切割仅表现在X染色体上的靶向基因（即疟疾病毒载体），而被切割后的X染色体有助于未受影响的完整Y染色体的精子形成，致使雄性蚊子几乎不形成含X染色体的精子。在经历数代之后，其后代超过95%都是雄性[6]。
切割蚊子X染色体，使雌蚊数量减少（图片来自https://www.nature.com/articles/ncomms4977）
第三种办法则是英国牛津昆虫技术公司（Oxitec）推出的“以蚊灭蚊”计划，即向野外释放用转基因培育出的有精但不育的雄蚊。这种雄蚊的后代体内的一种酶会积累到有毒的浓度，导致幼虫大量死亡。牛津昆虫技术公司的科学主管洛加·奥菲指出，他们的这种转基因蚊子不会对生态系统形成长期的改变，因为它们的寿命很短——只能成活一代，而且没有后代。
转基因蚊子
如今，很多国家和地区已开展转基因灭蚊的行动。不过，我们需要更深刻的思考一下，人类真的就非要灭掉蚊子么？
人类真的容忍不下蚊子么？
事实上，无论从自然界中消除哪一种生物体，生态平衡都会受到不同程度的破坏。
密西根州立大学昆虫学家理查德·梅里特说：“对于鱼类来说，蚊子不仅容易捕捉还非常可口。如果幼蚊缺乏，为了生存，鱼类不得不改变自身的饮食习惯。” 北卡罗莱纳州环境与自然资源部的昆虫学家布鲁斯·哈里森说：“这看起来很容易，但以往的饮食习惯已经深深烙进鱼类的基因里，改变不是一件容易的事。”
举个简单的例子，蚊鱼是一种专门捕食蚊子的鱼类，可以轻而易举地捕食在稻田和水中的蚊子。如果蚊子灭绝了，这类鱼也将随之灭绝。而蚊鱼的灭绝也将影响到整个生态食物链。继而其他许多昆虫，如蜘蛛、蝾螈、蜥蜴、青蛙等也将失去主要的食物来源[7]。如果生物圈那么多的营养级都受到负面影响，可想而知生存在食物链最顶端——人类的处境也着实堪忧。
除了与人的接触，蚊子在自然界有复杂的食物链关系
或许，在蚊子灭绝后，有些食蚊动物最终会寻找到替代蚊子的“美食”，但蚊子在自然界中所起到的生态服务功能却是不可替代的。例如，美国科研人员发现，有几种特殊的蚊子是可可树的忠实传粉者，而它们的消失一定会影响可可的收获。如果蚊子灭绝了，可能你将再也吃不到巧克力了！
生存在水中的蚊子幼虫
人类真的容忍不下蚊子么？其实不是的。今天，人类与蚊子的争斗，已经从企图让蚊子灭绝转变为有效控制蚊子的发展了，人类已经认识到化学杀虫剂和转基因并非最佳选择，此举不仅使得蚊子产生抵抗力，还给生存环境造成一定污染。而水景养鱼、植物驱蚊之类的生物方法和采用声、光、电等物理方法灭蚊才是比较科学合理的。例如利用蚊子复眼对一定波长光线的特别爱好，用特定光谱的紫外线作诱光源，研制成一种无烟无味、清洁卫生的电子灭蚊灯，取得了较为理想的效果。
随着科学技术的进步，终有一天蚊子将被控制在我们日常生活的范围之外，人类与蚊子和谐共生。
（未标注图片均来自百度图片）
参考文献：
[1] 黛绶, 2007, 自然与人类[J], 民防范, 33-35.
[2] 肖雄, 2017, 蚊子知多少, 中医健康养生.
[3] 李旻旻, 2014, 蚊子到底喜欢叮谁? [J], 绿色中国.
[4] J Ansell, KA Hamilton, M Pinder et al., 2002. Short-range attractiveness of pregnant women to Anopheles gambiae mosquitoes [J], Transactions of The Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene, 96(2):113-116.
[5] C Li, MT Marrelli, Yan G et al., 2008. Fitness of Transgenic Anopheles stephensi Mosquitoes Expressing the SM1 Peptide under the Control of a Vitellogenin Promoter [J], Journal of Heredity, 99(3):275-282.
[6] Roberto G, Lindsey A D, Miriam M, 2014. A synthetic sex ratio distortion system for the control of the human malaria mosquito [J], Nature Communications, doi: 10.1038/ncomms4977.
[7] 孙卿, 李乃丹, 张庆费等, 2008, 蚊虫的生态治理研究进展[J], 山西师范大学学报, 22(1):96-99.
以上内容由办公区教程网摘抄自中国科普网可供大家参考！
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