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                    《科學畫報》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    由中國科學社于1933年8月創刊,距今已有80年的歷史?!犊茖W畫報》在80年的辦刊歷程中,形成了通俗生動、圖文并茂地介紹最新科技知識,形式多樣地普及科學技術的特點,對提高廣大群眾的科學水平,啟發青年愛好科學、投身科學事業起了很大的作用,當今的不少著名學者、教授、科學家,青少年時代都曾受到它的熏陶和啟發。

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                    埃及伊蚊為何會遭遇滅頂之災

                    2017-04-28 10:39:00

                                                                                                                                           文/   

                       

                      風景優美的度假勝地開曼群島上,生活著一群埃及伊蚊,一直以來都過著怡然自得的生活,雌蚊們每天悠閑地沐浴著陽光,享受著海風,不時飛到海灘上的游人身上飽餐一頓,然后躲到僻靜的水池邊產卵,1?2天后就會有成百上千只小蚊子出生,蚊子們就這樣在島上不斷地繁衍著,儼然成了島上的“統治者”。 

                      某一天,島上突然闖入了一群“不速之客”,打破了開曼群島埃及伊蚊的平靜幸福生活。雖然外表上與島上土著的雄蚊沒有什么區別,但是這些新來的雄蚊身上能發出紅色熒光,漂亮極了,這也深深地吸引著島上的雌蚊。沒多久,許多雌蚊相繼找到了能發光的“如意郎君”。 

                      一番恩愛過后,那些雌蚊滿心歡喜地飛到水邊產卵,期待著能生出一大群熒光蚊“寶寶”。但是,很快雌蚊傷心地發現,它們的蚊“寶寶”竟然都相繼夭折了,更可怕的是,6個月后,島上的蚊子數量竟大幅減少,不到原有種群數量的20%了,幾乎遭遇了滅頂之災。 

                      原來,對開曼群島土著埃及伊蚊造成滅頂之災的,正是那群從英國遠道而來的熒光雄蚊。這些熒光雄蚊可不是普通的埃及伊蚊,而是出自“名門”。 

                             

                      登革熱暴發的“罪魁禍首” 

                      說起埃及伊蚊,可能大多數人覺得陌生,但是聽到埃及伊蚊的“劣跡”,大家可能都會為除之而后快。 

                      全世界的蚊子約有3000種,以按蚊屬、伊蚊屬和庫蚊屬最為“臭名昭著”。伊蚊即大家熟知的“花蚊子”,是蚊科中最大的屬,有近1000種,中國就有100余種。埃及伊蚊則是伊蚊屬中的一種,也是對人類危害最大的蚊子之一,因為埃及伊蚊正是登革熱等人類傳染病暴發的“罪魁禍首”。 

                      登革熱又稱波爾加熱、五天熱等,是由登革熱病毒引起的一種急性發熱性疾病,其特征為發熱、關節痛、肌肉痛、皮疹、淋巴結腫大和白細胞減少,重癥患者容易出現中樞性呼吸衰竭等并發癥而死亡。 

                      登革熱于1779年在埃及開羅、印度尼西亞雅加達及美國費城被發現,并據癥狀命名為關節熱和骨折熱。1869年由英國皇家內科學會命名為登革熱。據世界衛生組織報告顯示,全球約有25億人受到登革熱的威脅,每年新增5000萬例以上感染病例,約有2萬人因此喪生。2012年菲律賓報告登革熱病例近10萬人,死亡病例超過500人。 

                      2014年,我國廣東地區暴發登革熱,累計報告病例超過4萬人,死亡病例6人。巴西則是登革熱的重災區,幾乎每年感染病例都超過50萬人,2013年更是高達147萬人感染登革熱,死亡病例達646人,2015年前8個月,登革熱報告病例就達141萬人,死亡病例近700人。 

                      科學家發現,雌蚊叮咬攜帶登革熱病毒的動物或人類后,病毒在蚊體內復制8?14天后即具有傳染性,攜帶具有傳染性病毒的伊蚊叮咬人體時,即將病毒傳播給人,導致了登革熱的傳播。目前登革熱疫苗仍在研制中,而對付登革熱最好的方法則是大規模消滅蚊子。 

                     

                      滅蚊行動一直在持續 

                      為了消滅蚊子,人們可謂是絞盡腦汁,但是由于蚊子種類繁多,繁殖快速,生命力極強,經常是防不勝防。 

                      20世紀30年代,瑞士化學家穆勒發明了一種針對蚊子的“大規模殺傷性武器”——劇毒氯化物農藥DDT (化學名稱為二氯二苯三氯乙烷) ,能夠大量有效地殺滅蚊子,起到了防止蚊媒傳染病蔓延的作用,穆勒也因此獲得了1948年諾貝爾生理或醫學獎。后來,DDT迅速遍及全球,被廣泛用于蚊子、農業病蟲害防治上,挽救了數以百萬計的生命,也使農作物大幅增產。 

                      但是人們逐漸發現,濫用DDT,不但殺死害蟲,也對大量益蟲毫不留情,對生態系統造成了嚴重破壞,導致了一些鳥類等生物的滅絕,而且DDT會在農作物上殘留,且嚴重污染環境,對人類健康帶來的巨大威脅,因此從20世紀70年代后,DDT逐漸被各國明令禁止。 

                      20世紀70年代,世界衛生組織的科學家曾到印度一些地區開展一項滅蚊實驗,科學家計劃先對雄蚊進行輻射,使其不育,然后將其放飛到大自然,讓不育的雄蚊與當地的雌蚊交配,從而讓當地蚊子不能繁殖后代而減少,以達到控制瘧疾、登革熱等疾病傳播的目的。 

                      正當科學家準備大干一場的時候,當地謠言四起,說這一實驗是外國政府在實驗生化武器,要通過蚊子的叮咬使當地居民也喪失生殖能力,最后,憤怒的人們將科學家趕走了,這一科學實驗也被迫中止。 

                      放飛轉基因蚊子 

                      雖然輻射不育蚊子的實驗暫時中止了,但是人們改造蚊子的想法一直沒有泯滅。最近,英國牛津大學的科學家利用更先進的技術創造了新的不育蚊子,正是讓開曼群島蚊子遭遇滅頂之災的轉基因熒光伊蚊。 

                      為了培育這種轉基因熒光伊蚊,英國牛津大學研究人員將紅色熒光蛋白基因與一種致死基因同時轉染到埃及伊蚊基因組中,利用紅色熒光即可輕松篩選和鑒別出轉基因蚊子,而這種致死基因是四環素(一種廣泛使用的抗生素)依賴的,即在有四環素的環境里,這種致死基因只產生極少量的毒素,基本不會對蚊子造成傷害,而在缺乏四環素的環境里,這種基因會刺激轉基因伊蚊體內產生大量毒素,最后導致轉基因伊蚊幼蟲死亡。 

                      那么,轉基因伊蚊如何消滅野生蚊子的呢?其原理與輻射不育蚊子的工作原理相似,科研人員先在實驗室用含有四環素的食物,大量繁殖出這種轉基因雄蚊,一旦放飛到野外,這些轉基因雄蚊就會找到野生雌蚊與之交配,讓野生雌蚊只能繁殖出轉基因伊蚊幼蟲,由于野外缺乏四環素,這些轉基因伊蚊幼蟲所攜帶的致死基因會產生大量毒素,導致轉基因幼蚊很快夭折,從而使得野生蚊子數量大幅減少,達到“以蚊制蚊”的目的。 

                      為了驗證上述“以蚊制蚊”的策略是否有效,英國牛津大學的研究人員選擇開曼群島開展了兩次轉基因蚊子的放飛實驗。第一次放飛實驗在一個1.7公頃的區域內進行,放飛了約1.9萬只轉基因雄性伊蚊。實驗數據顯示,轉基因雄蚊在實驗區雄蚊總數中占16%,在大約10%的幼蟲中發現了致死基因,表明轉基因雄蚊至少有半數成功地與野生蚊子交配,這一比例足以抑制蚊子的種群。之后,科研人員又在一個面積約16公頃的區域內開展了第二次放飛實驗,先后釋放了約330萬只轉基因雄蚊,6個月后,開曼群島上的埃及伊蚊數量下降了80%。 

                      牛津大學研究人員還在馬來西亞、巴西等地開展了類似實驗。自2011年起,研究人員開始與巴西相關機構合作,在巴西東北部進行實驗。結果令人鼓舞,在放飛轉基因蚊子后,當地的埃及伊蚊數量也減少了80%以上。 

                      2014410日,巴西全國生物安全技術委員會通過決議,允許在巴西進行商業注冊并使用轉基因蚊子技術,巴西也成為世界首個允許轉基因昆蟲商業化應用的國家。目前,世界首批轉基因蚊子工廠正在巴西建設,一旦投入生產,預計每星期可培育轉基因雄蚊200萬只,有望為預防登革熱、瘧疾等蚊子傳播疾病發揮積極作用。 

                      除了牛津大學開發的這種防治登革熱傳播的轉基因蚊子,世界上還有很多研究機構也在研制不同的抗病轉基因蚊子,其中抗瘧疾的轉基因蚊子是最主要的研究熱點。目前,美國、中國、巴西、日本等國家科研人員相繼研制出抗瘧疾的轉基因蚊子,有些轉基因蚊子體內含有抗瘧疾基因,讓傳播瘧疾的瘧原蟲在蚊子體內難以成活,從而到達控制瘧疾的目的。相對于登革熱,瘧疾對人類危害更大。據世界衛生組織報告顯示,全球瘧疾患者達2億人以上,每年有約100萬人死于瘧疾,其中90%為兒童,特別是在非洲的一些國家,瘧疾更是高發病率、高病死率的疾病。因此,一旦抗瘧疾轉基因蚊子獲得成功,將有可能為人類抗擊瘧疾帶來新的希望。 

                      雖然轉基因不育蚊技術在巴西實現了商業化,但是這項技術還有不少反對聲音。這種轉基因蚊的開發者也向美國食品藥品監督管理局提出申請,原本計劃在美國佛羅里達州開展類似的野外放飛實驗,但遭到當地民眾的強烈反對。也有生態學家擔心,如果利用轉基因不育技術消滅了某種蚊子,可能會導致以蚊子為食的其他動物滅絕,從而破壞生態平衡。是防治登革熱、瘧疾等傳染病優先,還是保護生態平衡優先,可能不同的人會有不同的看法,但是人類與害蟲作斗爭的步伐永遠不會停止。 

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