在中國廣州的兩個島嶼上,研究人員幾乎消滅了世界上最具侵略性的蚊子種群--亞洲虎蚊(白紋伊蚊)。
他們首次在實地試驗中使用了兩種有前途的控制技術,將白紋伊蚊的種群數量減少了94%。近日發表在《Nature》雜志上的這一雙管齊下的方法,將亞洲虎蚊雌蚊的絕育與雄性虎蚊的感染結合了起來。
華盛頓特區喬治敦大學(Georgetown University)的蚊子生態學家Peter Armbruster說,這是迄今為止最成功的消滅白紋伊蚊的試驗之一。Armbruster為這項研究撰寫了一篇評論文章。他說,與殺蟲劑等其它控制方法同時使用,這種雙重方法可能是一種非常有力的工具。
控制的問題
以往的研究表明,用x射線使螺桿蟲(人耳蝸蟲)等大量雄性害蟲絕育,然后將其釋放到目標區域,可以減少野生害蟲種群的規模。但這是一種低效的控制蚊子的方法,因為即使受輻射的雄性蚊子仍然可以交配,它們也不如未受輻射的雄性蚊子成功。
在另一種方法中,工作人員用沃爾巴克氏菌感染實驗室蚊子,沃爾巴克氏菌自然存在于幾種昆蟲中,包括白紋伊蚊。當感染了某種沃爾巴克氏菌組合的雄性蚊子與攜帶不同組合的野生雌性蚊子交配時,這種昆蟲就不能繁殖后代。
但這項研究的負責人、密歇根州立大學東蘭辛分校的醫學昆蟲學家Zhiyong Xi說,關鍵是只有感染了這種特定組合的雄性蚊子才會被放歸野外。如果攜帶這些毒株的雌性也被釋放,它們可以與攜帶相同沃爾巴克氏雞尾酒的雄性交配并繁殖后代。它們的后代最終可能會取代當地的蚊子種群,使依賴沃爾巴克氏菌感染的控制方法變得更加困難。
為了防止這種情況發生,為了控制蚊子數量而飼養大量蚊子的設施通常會根據蚊子的大小差異,機械地將雄性蚊子和雌性蚊子分開。但是這個過程并不完美,Xi說,所以工作人員必須做第二步,手工篩選來清除雌性蚊子。這是一項乏味而耗時的工作,限制了可釋放的蚊子總數。因此,Xi和他的團隊開始消除這個過程的需要。
規模問題
白紋伊蚊的野生種群自然感染了兩種沃爾巴克氏菌。研究人員用第三種沃爾巴克氏細菌感染野生蚊子,在實驗室培育出三種變異細菌的蚊子群落。然后,研究小組將蚊子暴露在低水平的輻射下,這種輻射會使雌性不育,但只會在一定程度上降低雄性的交配能力。
在2016年和2017年蚊子繁殖高峰期,研究人員每周在廣州(中國登革熱傳播率最高的城市)一條河中的兩個島嶼上的居民區釋放蚊子:每公頃16萬多只。
他們的希望是,這將大大減少蚊子的數量,因為野生雌蚊與經過改造的雄蚊交配,以及野生雄蚊與不育的實驗室雌蚊交配,都不會產生后代。研究小組追蹤了成年雌蚊的數量下降,因為它們是叮咬人類并傳播疾病的蚊子。正如預期的那樣,野生成年雌性的平均數量在2016年下降了83%,2017年下降了94%。
"這令人印象深刻,"位于列克星敦的肯塔基大學醫學昆蟲學家Stephen Dobson說。
Dobson說,目前控制白紋伊蚊的策略--包括噴灑殺蟲劑和移除白紋伊蚊產卵的裝滿水的容器--是無效的。他補充說,這種蚊子在隱蔽的地方產卵,這些地方很難監測,而且往往對常見的殺蟲劑產生抗藥性。"像本文所描述的這樣的新工具是非常有用的,"他說。
但是澳大利亞QIMR伯格霍夫醫學研究所(QIMR Berghofer Medical Research Institute)分子生態學家Gordana Ra?i?表示,將該技術擴大到針對大區域的有效公共衛生策略仍然是一個挑戰。
Ra?i?說基于沃爾巴克氏體的方法是有前途的策略,她希望開發和測試這些工具將有助于減少蚊媒疾病的發病率。她說:"我們生活在一個非常令人興奮的控制蚊子的時代。"
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