综述
蚊子,一种昆虫纲双翅目小型昆虫,也是对人类和动物的一大祸害。它们是各种疾病的潜在携带者,如疟疾、登革热、黄热病等它们将疟疾,每年世界上有超5亿人因此患病,200—300万人因此死亡。
蚊子几乎遍布自然界的各个角落,有些种类甚至已经演变出对抗杀虫剂的能力。炎炎夏日,没有人不对讨人厌的蚊子恨之入骨。然而就在2021年,美国居然向自然界释放了10亿只经基因改造的蚊子,这难道是什么新的生化武器?
培育“无害化”蚊子
从古至今,人类和蚊子之间的战争从未停止过,但不管是利用蚊帐,扇子等物理手段,还是利用蚊香,杀虫剂等化学方式,始终无法彻底消灭蚊子。
近些年来,科学家打算从生物角度出击,尝试利用基因改造技术来彻底解决蚊子给人类带来的危害,美国释放蚊子的目的正是如此。
自然界共有2500种蚊子,其中100种可以传播疾病。大多数蚊子在叮咬人和动物之前,就自行将体内的病原体清理掉了。
上世纪80年代,科学家开始对能够杀死体内病原体的蚊子展开研究,同时也设想通过转基因的方式,把这种蚊子的基因特性也转移到会传播疾病的蚊种上。这样一来,被改造后的蚊子自身免疫力就得到了显著提高,能够有效杀死潜藏于自身的病原体。
最初,科学家打算进行一个简单的尝试,通过基因编辑把蚊子的眼睛变成红色。但这一小步就耗费了5年多的时间,经历了上千次失败。直到90年代中期,科学家从一种家蝇体内找到了特定的基因转位子,成功制造出了红眼睛的伊蚊。
第一步完成后,科学家就把重点放到了提升蚊子免疫功能上。科学家们设想,可以让蚊子在吸血时,体内产生杀死寄生物的免疫蛋白,这样病原体在进入蚊子体内之前,就会被免疫蛋白杀死。
科学家们找到了一个和表达蚊子吸血的相关基因,将此基因和生成特定免疫蛋白的基因相结合,组成嵌合基因,植入到蚊子体内。之后,让被改造的基因进行相互交配,将性转遗传至下一代。
经过不懈的努力,第一批基因改造蚊子真的被科学家研究出来了。科学家把特定诱发免疫蛋白的基因,完全嵌入到了冈比亚疟蚊体内。冈比亚疟蚊是疟原虫的主要携带者,也是自然界最主要的传疟媒介之一。
后续实验中,基因改造蚊子取得了不错的效果。但紧接着就出现了新的问题,基因改造削弱了蚊子在自然界的竞争力,“人造”的无害蚊竞争不过天然的致病蚊,几代后“人造”蚊的数量越来越少,一切又回到了原点。
对基因灭绝蚊子
科学家总不能成立一个工厂,日夜不停生产“人造”蚊子吧?对此,英国Oxitec公司的想法是:不用那么麻烦,直接通过基因改造让蚊子灭绝算了。
2020和2021年,Oxitec公司在美国得州,佛州等地区陆续释放了累计数10亿只经过基因改造的埃及伊蚊,未来会继续投放20亿只。
埃及伊蚊是一种传播多种疾病的蚊子,包括登革热、黄热病和脑炎等,它们常常出没于城市地区,甚至都演化出了对杀虫剂的抗性。
和之前科学家将蚊子“无害化”的设想不同,Oxitec公司打算利用基因编辑,破坏蚊子种群的繁殖力,彻底使其灭绝。
Oxitec公司生产出了一批基因代号为“OX5034”的雄性埃及伊蚊,这种被改造的雄蚊存在基因缺陷,会导致其繁育的雌蚊后代在成熟前就死亡。
与此同时,雄蚊后代会安全地长至成熟期,继续传播这种基因,随着一代代繁殖,当地的蚊群规模将逐渐减小,疾病的传播也就得到了一定控制。
科学家在后续的数据追踪中,证明了这种方法的有效性。“人造”雄蚊在竞争优势上并不输于天然雄蚊,大量的“人造”雄蚊和雌蚊交配,产生了后代。
不过Oxitec公司的做法在外界也引发了一定的质疑和争议。有机构曾做过相关调查,早在2013年,Oxitec公司就造出了基因代号为“OX513A”的雄性伊蚊,并在巴西持续投放了27个月,导致当地野生蚊群数量下降了九成。
但这批雄伊蚊只在投放初期的效果十分显著,随着时间推移效果越来越弱,18个月后,蚊群数量又恢复到了之前的水平。而且投放的蚊群还导致自然界中出现了新变种。按照Oxitec公司的描述,被编辑的基因只能维持三代,不会持续传递。
但OX513A雄蚊和野生雌蚊产生了持续可育后代,虽然这一新变种和野生蚊群在各方面并没有表现出不同,也没有显示出一定的健康风险,但这种未知的结果反而更令人担忧。
结尾
虽然基因改造对杀灭蚊子的确有一定的效果,但也引起了不少科学家的担忧。人类在干扰自然生态上,有不少惨痛的教训,比如凯巴伯森林的灭狼行动最终导致鹿的大量繁殖,引起食物链失衡,造成了一场森林灾难。
蚊子在地球上存续了上亿年之久,千万不可低估其延续种群的能力。万一在基因灭蚊过程中产生了“超级蚊子”,势必会引发难以想象的生态灾难。
因此,人类必须在采取行动时保持谨慎,寻找更加平衡和安全的方式来控制蚊群数量,最大限度地减少对自然生态的干扰。
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