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如何團滅蚊子?科學家想出了新招數(shù),你可能需要玉米淀粉和百里香精油

我是科學家
原創(chuàng)

全世界最致命的動物是什么?

不是毒蛇,也不是鱷魚,就連兇猛的鯊魚跟它相比也是小巫見大巫了。

答案是:蚊子。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計,全球每年因為蚊子而死亡的人數(shù)以十萬計,比其他動物的致死人數(shù)高出了好幾個數(shù)量級[1]。

(惱人的蚊子 | doctorsthatdo.osteopathic.org)

蚊子種類眾多,其中一部分可以通過叮咬人類傳播疾?。簬煳每梢詡鞑ノ髂崃_病毒,引發(fā)腦炎;伊蚊有可能導致登革熱、基孔肯雅熱和寨卡熱;而每年造成幾十萬人死亡的瘧疾,其罪魁禍首則是由按蚊傳播的瘧原蟲。

人們一直在與蚊子斗智斗勇的路上前行,不僅是為了防止叮咬,更是要阻斷這些蚊媒疾病的傳播 。

民間有許多簡單有效的方法,比如純?nèi)斯さ耐绞譁缥梅?,利用(電)蚊香或者驅蚊劑“熏”跑法,電蚊拍電擊法,以及蚊帳隔絕法(切記莫要把蚊子圈在蚊帳里)……

但要團滅一大片區(qū)域的蚊子,這些方法就有些力不從心了。

為此,人們不得不開發(fā)出更高效的滅蚊方法。

細菌滅蚊法,

養(yǎng)成一批“斷子絕孫”的蚊子

在人類社會中,“不孕不育”或“少子化”問題令人困擾——但若是這些問題發(fā)生在蚊子身上,對人類反而是好事。

那如何才能限制蚊子的繁衍生育?研究者把目光投向了一種細菌—— 沃爾巴克氏體 (Wolbachia) 。

自然界中很多昆蟲都攜帶沃爾巴克氏體,菌株種類也是多種多樣。一旦沃爾巴克氏體感染的精子與未感染的卵子結合,它們的受精卵就將無法存活。此外,攜帶不同菌株的蚊子進行交配,產(chǎn)生的蚊卵也會發(fā)育異常,無法孵出幼蟲。通常情況下,只要這些注定失敗的交配行為達到一定比例,那么一整個區(qū)域的蚊子就會滅絕 。

為了進行這樣的生物防治 ,研究者需要先養(yǎng)一批當?shù)匾廖玫挠紫x,并使它們感染一種不存在于當?shù)匚米芋w內(nèi)的沃爾巴克氏體菌株。養(yǎng)成之后,人工篩選性別,只將不叮人的雄蚊釋放,讓它們與當?shù)氐囊吧莆媒慌?,盡情地產(chǎn)下無法存活的受精卵。

(攜帶不同沃爾巴克氏體菌株的蚊子交配,蚊卵無法孵育 | 參考文獻[2])

據(jù)《自然》雜志報道,南太平洋的塔西提島就曾經(jīng)用這種方法 [2] 。細菌滅蚊法對于解決島嶼上的蚊子十分奏效,并且正在向其他地區(qū)推廣。

但這種方法也存在著失敗的風險 。原因在于,我們必須保證人工養(yǎng)成的蚊子與野蚊子攜帶著不同種類的沃爾巴克氏體,否則蚊子依然可以正常生育。而如果受感染的雌蚊被意外釋放,并與當?shù)匾吧畚媒慌洌敲磥碜詫嶒炇业奈譅柊涂耸象w菌株就會通過母系遺傳,產(chǎn)下帶有相同菌株的子代。最終,當?shù)匾吧米訒饾u被同樣的沃爾巴克氏體菌株感染,而這種生物防治方法就會失效。

輻射加持,雙保險滅蚊

除了細菌之外,科學家們還想出了其他招數(shù)。他們發(fā)現(xiàn):對雄蚊進行輻射,也能使其不育 。

不過,輻射法難以控制輻照的劑量。輻射得狠了,蚊子容易死;輻射得輕了,影響不到蚊子的生育力。而科學家們一方面需要使雄蚊不育,另一方面又不能降低其存活率,還要保證它的交配競爭力不輸野生雄蚊,這樣才能順利讓它們與雌蚊交配,產(chǎn)生無法存活的后代。

中國中山大學一密歇根州立大學熱帶病蟲媒控制聯(lián)合研究中心的奚志勇研究團隊 將輻射法和上文的細菌法結合起來 ,并進行了優(yōu)化,開發(fā)出了雙保險的滅蚊方法。

他們先是讓白紋伊蚊 (Aedes albopictus) 感染了三種沃爾巴克氏體菌株,隨后給予蚊子低劑量輻射讓其不育。通過這樣的做法,被感染的雌蚊也同樣絕育,即使被意外釋放也沒有風險。

在田間試驗中,他們釋放了數(shù)百萬只經(jīng)過細菌感染和輻射處理的蚊子。兩年時間內(nèi),當?shù)匚米訑?shù)量大幅減少 [3] 。

消滅幼蟲,

你需要玉米淀粉和百里香精油

那要是受精卵已經(jīng)順利孵化出蚊子幼蟲了呢?人類還能做些什么?

沒關系,我們還有化學防治法 ,可以把它們扼殺在搖籃里。

對蚊子而言, 百里香精油就是種“化學武器” 。它的主要成分是從植物“百里香”中提取到的百里香酚,可以作為天然的殺幼蟲劑??墒牵米佑紫x卻有層“結界”保護自己免于百里香精油攻擊,這便是“水”。

蚊子雖在天上飛,但是幼蟲卻活在水里。比如埃及伊蚊 (Aedes aegypti) 的卵在地面干燥環(huán)境中可以存活一年以上,與水接觸后會迅速孵化、發(fā)育成幼蟲,并在15天后長為成蟲。

(實驗室中的埃及伊蚊幼蟲 | IAEA Imagebank)

由于百里香精油難溶于水,且易于降解、揮發(fā),所以在實際使用時效果有限。而好消息是,微膠囊技術恰好可以完美地解決上述問題。

來自巴西坎皮納斯大學的研究者們,以玉米淀粉為原料,制成微膠囊,盛裝百里香精油。微膠囊可以調節(jié)精油釋放的速度,使其釋放模式匹配蚊卵的孵化規(guī)律:微膠囊干燥時,將精油封存其內(nèi);遇水后,微膠囊殼開始膨脹并釋放殺幼蟲劑。

由于釋放出來的精油濃度很低, 它剛好可以殺死蚊子幼蟲,而不危害到哺乳動物。同時,微膠囊殼低價、可以生物降解,對環(huán)境也很友好,適用于家庭及小型積水區(qū)域。由于幼蟲在水中的活動能力有限,且更敏感。因此,使用這種化學防治劑對幼蟲的防治效果優(yōu)于成蟲。

(微膠囊技術滅蚊示意圖 | 參考文獻[5])

今天,是第13個世界防治瘧疾日。預防和減少瘧疾的主要途徑之一,就是控制傳播疾病的蚊蟲。

愿你半夜被蚊子鬧醒的次數(shù)越來越少;要經(jīng)歷瘧疾病痛的人,也越來越少。

作者名片

作者:李瓊 石涵

編輯:悲催的鉈寶寶 Kamin

排版:雷穎

題圖來源:gundersenhealth.org

參考文獻:

[1]https://www.gatesnotes.com/Health/Most-Lethal-Animal-Mosquito-Week

[2]Marris, Emma. PEST CONTROL Mosquitoes meet their match in Tahiti[J]. Nature, 2017.

[3]Zheng X, Zhang D, Li Y, et al. Incompatible and sterile insect techniques combined eliminate mosquitoes[J]. Nature, 2019, 572(7767): 56-61.

[4]Maia J D, La Corte R, Martinez J, et al. Improved activity of thyme essential oil (Thymus vulgaris) against Aedes aegypti larvae using a biodegradable controlled release system[J]. Industrial Crops and Products, 2019: 110-120.

[5] Juliana Dias Maia,Roseli La Corte,Julian Martinez,etc.Improved activity of thyme essential oil (Thymus vulgaris) against Aedes aegypti larvae using a biodegradable controlled release system[J].Industrial Crops and Products,2019,136(15):110-120.

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