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几年前科学家在广州每周释放500万只蚊子,现在怎么样了?

几年前科学家在广州每周释放500万只蚊子,现在怎么样了?

沉沉夏夜兰堂开,

飞蚊伺暗声如雷。

嘈然欻开初骇听,

殷殷若自南山来。

——刘禹锡《聚蚊谣》

撰文| 学术经纬

顶尖学术期刊《天然》今天上线的一篇论文,陈述了一项在全宿世界备受存眷的田间试验成果。科学家们在摘要中指出,连系两种革新蚊子的手艺,在中国广州的试验现场,他们将宿世界上最具侵略性的一种蚊子的种群“几乎完全覆灭”(near elimination)。流行症节制范畴的这项当作功获得了《天然》的专题报道。

被灭的蚊子就是我们很是熟悉、更是十分悔恨的白纹伊蚊(Aedes albopictus),俗称“花脚蚊子”。它们原产东南亚,遍布全宿世界,被入侵物种专家小组列为宿世界百大外来入侵种之一。

白纹伊蚊之所以遭人恨不仅仅是因为送我们的“红包”很是痒,更是因为它们传布良多疾病,包罗登革热、疟疾、黄热病、基孔肯雅热、寨卡,等等。

俗称“花脚蚊子”的白纹伊蚊(图片来历:James Gathany, CDC [Public domain])

科学家们与传布疾病的蚊子做出了持久斗争,测验考试过不少方式来压制蚊子的种群数目。好比,有一种策略是操纵辐射让雄蚊不育,再把它们放到野外。因为白纹伊蚊只有雌蚊吸血,雄蚊茹素(取食植物的汁液),所以投放出去的雄蚊对人类没什么影响,又可以干扰雌蚊产下儿女。可是后来发现,不育雄蚊凡是比力虚弱,比拟野生雄蚊,难以吸引雌蚊子。是以光靠这种“虫豸节育手艺”,控蚊结果还不睬想。

另一个更好的方式是用一种叫“沃尔巴克氏体”(Wolbachia)的细菌传染蚊子。这种细菌对人体无害,但能传染良多虫豸,并影响虫豸的生殖细胞。受到细菌传染的雄蚊子释放到野外后,当它们与未受传染的雌蚊子交配时,有沃尔巴克氏体的邃密胞碰到不含同种细菌的卵细胞,“胞质不融合”现象会让虫卵无法存活,达到让蚊子绝育的结果。

细菌传染的方式在小规模试验中确实结果很好,可以把蚊子完全覆灭。然而在更大规模实施时,存在一个风险:研究者要把传染了沃尔巴克氏体的雌蚊挑出来覆灭,漏网雌蚊被放到野外的话,还能继续产下儿女,并代替野外蚊子的种群。

传染沃尔巴克氏体的雄蚊子会让未传染的雌蚊子无法发生可孵化的虫卵;但传染沃尔巴克氏体的雌蚊子可能让整个种群都带上同种细菌(图片来历:参考资料[2])

在中山大学与密歇根州立大学结合创立的热带病虫媒节制结合研究中间,负责人奚志勇传授率领的研究步队将上面两种方式做了组合和优化。具体来说,科学家们首先让白纹伊蚊传染三种沃尔巴克氏体菌株,包管雄蚊和野生雌蚊交配时会发生胞质不融合而让蚊子绝后。

随后,研究人员连系了低剂量辐射让蚊子不育。这么做的益处是,被细菌传染的雌蚊即便不测放出去也没有风险,同时包管辐射程度不至于影响雄蚊的生殖竞争力。科研人员减轻了筛选蚊子牝牡的压力,养蚊子的“蚊子工场”产量大增,每周可以发生500万只革新的雄蚊子!

操纵显微胚胎打针手艺,从其他蚊子体内提取一种沃尔巴克氏体,导入已有两种菌株的白纹伊蚊体内,筛选出与三个菌株有共生关系的蚊子品系(图片来历:参考资料[1])

履历了双重革新的白纹伊蚊,可以帮忙节制野外的种群,有用削减登革热等疾病的传布吗?

颠末尝试室内的小规模当作功,以及对种群数目转变的理论推演后,研究团队经农业部核准,睁开了“以蚊治蚊”的开放式田间试验。研究团队与广东省和广州市的疾控中间合作,选择了两个相对隔离的小岛,从2015年起头投放大规模培育的“绝育”蚊子。

研究人员选择了广州的沙仔岛和大刀沙作为试验点,2015年在沙仔岛释放了只颠末细菌传染的雄蚊,2016和2017释放了颠末双重革新的雄蚊(图片来历:参考资料[1])

在2016年和2017年,蚊子的繁育季候,每周、每公顷有16万只既受过三重细菌传染又受过辐射的白纹伊蚊登场。在随后的时候里,科学家们每周监测蚊子卵的数目和当作体雌蚊子的数目转变。

正如科学家们的预期,节制结果十分喜人!持续两年,在释放蚊子的试验点,比拟对照地址,野生蚊子数目锐减90%摆布!

两个试验点野生型当作年雌蚊的平均数目削减83%~94%,长达6周内都侦测不到任何蚊子(图片来历:参考资料[1])

种群遗传学阐发显示,仅剩的蚊子可能是从研究地域之外的处所跟着人类活动迁徙进来的。

值得一提的是,蚊子数目的大幅削减也从岛上居平易近的直不雅感触感染中反映出来。两个岛上,蚊子的叮咬率别离下降了96.6%和88.7%!不被蚊子叮,天然就不轻易传染蚊子传布的疾病,这无疑是节制蚊媒疾病传布的有力佐证。

蚊子的叮咬率大幅下降,岛平易近们对投放蚊子的撑持率从试验前的13%提高到试验后的54%(图片来历:参考资料[1])

为了阻绝蚊子传布的各类疾病,科学家们一向在测验考试各类方式。例如,用真菌节制蚊子,用CRISPR基因编纂手艺革新蚊子,甚至给蚊子喂减肥药,等等。正如《天然》刊发的评论所言,要完全节制携带疾病的蚊子种群,生怕没有哪种单一的策略可以做到,多种方式的组合可能最有用果。而科学家们在广州完当作的这项工作,无疑是人类在抗击蚊媒流行症范畴的一项重猛进步。

参考资料

[1] Xiaoying Zheng et al., (2019) Incompatible and sterile insect techniques combined eliminate mosquitoes. Nature. DOI: 10.1038/s41586-019-1407-9

[2] Peter Armbruster (2019) A trial to tackle tiger mosquitoes. Nature. DOI: 10.1038/d41586-019-02000-0

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