世界最大“蚊子工厂”在广州 每周生产50多万“绝育蚊”

16.08.2015  16:28

  假如有人问你:是否希望蚊子有朝一日从地球上消失——你会说是吗?

  我问了身边很多朋友,都毫不犹豫地点头。

  我和你们的意见都不一样。

  要是问我的话,我会说:“请不要有朝一日,让它们立刻消失吧!

  生活在这个地球上的蚊子,如果按“”来算总数的话,应该是个天文数字吧。仅在夏天不时被咬出大包的我们,比起无数生活在非洲、饱受疟疾困扰的人来说,已经是极为幸运了。

  到底有没有办法控制这种恼人的吸血飞虫呢?

  说到这里,我们必须骄傲地告诉你:世界目前规模最大的“蚊子工厂”,正在做这个努力。而这家“工厂”,就在广州。日前,《南方都市报》对此进行了详细报道。

  这座“工厂”位于广州市高新技术产业开发区里的一栋大楼内。

  今年7月17日,这座蚊子工厂正式启用,面积约有3000平方米。每周,这里生产出50万到上百万只“绝育”蚊子,被送往广州南沙沙仔岛释放。目前,岛上局部地区的种群压制效果已经超过90%。

  这个科研团队的目的,是让这些已经被绝育的雄蚊,与野生雌蚊进行交配,从而让这些雌蚊无法繁衍下一代,也就是上文所说的“种群压制”。

  这个创意听起来很不错,但实施起来,简直是常人无法想象的难。

   世界级大富豪对此很关心

  比尔·盖茨大力支持该项目

  这里必须提到一个对普通人来说很陌生的词——沃尔巴克氏体。

  这是一种在自然界节肢动物体内广泛存在的共生菌。它天然存在于全球约65%的昆虫种群和28%的蚊虫种类中,携带不同型别沃尔巴克氏体的雌雄昆虫交配后产生的卵不发育。

  早在1967年,沃尔巴克氏体能降低蚊子种群数量的现象,就已被科学家发现,研究结果发表在著名的《自然》杂志上。但由于当时技术的局限,还无法用于控制蚊子的“传宗接代”。

  2001年,在美国肯塔基大学读博士的奚志勇,在导师的带领下开始对沃尔巴克氏体共生菌的研究,至今已有15年。他是第一个成功地把沃尔巴克氏体转到登革病毒和疟疾控制的蚊子中并建立稳定共生的科学家。

  他们本没打算消灭蚊子,只是希望把传染疾病的蚊子改造成不能传染疾病的。但2009年前后,研究人员发现:天然的沃尔巴克氏体本身就能形成抗登革病毒的作用。

  “科学研究常常是结果没有期盼的好。这是我遇到的唯一一次,真实的情况比想的还好,简直让人不敢相信。”奚志勇说。

  这项技术还得到了一位著名亿万富豪的支持,他就是比尔·盖茨。盖茨是这项技术的最早推行者和强有力支持者,投入超过1500万美元。

  从2011年11月起,奚志勇团队从果蝇、伊蚊和库蚊体内提取沃尔巴克氏体,成功将其导入登革热媒介白纹伊蚊体内,建立稳定的、携带新型沃尔巴克氏体的蚊株。

  携带了新型沃尔巴克氏体的雄蚊与自然界的雌蚊交配后,所产的卵不能发育。同时,蚊子感染沃尔巴克氏体后,登革病毒也无法在其体内繁殖和传播。沃尔巴克氏体如同“疫苗”一样阻隔病毒,使这些蚊子无法把登革病毒传染给人类。这就是沃尔巴克氏体抗登革热的基本原理。

  给蚊子的胚胎注射

  还要注射到特定的位置

  在显微镜玻片上,有一串串密密麻麻的小黑点,这是蚊子的卵。看起来只小小一撮,但有50只卵,一个个排列得整整齐齐,显微镜下看似米粒。“相当于一个个鸡蛋”,奚志勇解释。一根又长又尖的“注射针管”对准卵的特殊部位,打入沃尔巴克氏体,“一次注射一个胚胎。

  这种注射有多难?

  把蚊子的胚胎想象成一个生鸡蛋,鸡蛋内不同的位置含有决定未来发育方向的不同成分,其中某个位置的成分将发育成生殖系统。奚志勇团队要在蚊子胚胎发育非常早期的阶段,在特殊时间点精准地把沃尔巴克氏体注射到未来发育成生殖器的特殊部位,等生殖细胞进一步生长,就把共生菌包含在里面一起发育,形成共生共存关系。

  胚胎注射,是整个项目得以顺利开展的源头,通过注射,携带沃尔巴克氏体共生菌的雌蚊一旦建立了稳定的共生,将永远持续携带。“只要它生产下一代,就会传给下一代,子子孙孙都会携带沃尔巴克氏体。

  这相当于一颗“种子”。只要有足够多的“种子”,就可以大量生产蚊子以供释放。所以蚊子工厂才会应运而生——“现在要做的就是养蚊子,养得越多越好,养出的蚊子就是生物‘杀虫剂’。

  早在2001年,奚志勇已在美国启动这一技术的攻关。“建立共生,并非简单地让细菌感染另一个生物体,比如通过一个伤口把细菌接种进去。完全不是,它需要的是两个生物形成稳定的共生关系,技术上讲是把共生菌‘组装’到蚊子体内去,科学上讲还需要保证两个生物体能互相适应,不排斥对方。

  在给蚊子胚胎注射沃尔巴克氏体实验的前两年,进展迟滞。“虽然注射的蚊子第一代带共生菌,但无法传到第二代,全部结果都是阴性,试验失败。”奚志勇开始转向果蝇,先把果蝇胚胎的胞浆移植摸得滚瓜烂熟,再回到蚊子身上,“第三年全摸透了,最终获得成功。

  人工物理分离雌雄蚊子

  准确率较高效率较低

  绝育蚊子的卵被研究人员放在塑料水盘中。实验室里保持27℃的温度、70%左右的湿度,光线则同步与野外一样的日夜黑白循环,这个环境最适合蚊子生长。仅需1到2个小时,它们就会长成一龄幼虫。待幼虫生长一周,科研人员便要对它们进行雌雄分离。

  无论蚊子性别是雌是雄,它们都是绝育了的,但目前的释放实验阶段,奚志勇团队仅释放携带沃尔巴克氏体的雄蚊,因为雌蚊子要叮人。

  如何准确进行雌雄分离,成为另一核心难题。

  奚志勇团队采用的是人工物理分离法。雄蚊的头胸宽约为1.05毫米~1.2毫米,雌蚊大概为1.3毫米~1.4毫米。雌雄混杂的蚊子幼虫随着水流,在玻璃面上被“过滤”,尺寸大的留在上方,越往下尺寸越小。“1个人按每天5小时计算,可以分离7万到8万只蚊子,准确率达到99.8%”。

  但效率还是远远不够。在全世界,各种雌雄分离的技术正在尝试和创新。南美洲已成功运行了地中海果蝇雌雄分离,采用建立遗传突变株的方法,通过在蛹的某个阶段,利用雌雄对温度敏感的不同,用34℃处理,过夜后可杀死所有雌性,孵化出来的都是雄蚊。“用遗传株的方法,释放量可达到1周10亿只。”奚志勇说。

  这一技术还有望应用于控制农业害虫、抗疟疾等研究上。在蚊子工厂,奚志勇团队也在研究如何将沃尔巴克氏体注射到水稻害虫稻飞虱、水果“头号害虫杀手”桔小实蝇(与华南农业大学曾玲教授合作)中,建立共生关系,从而杀灭害虫。(作者/贺蓓)

  链接

  四川也有个“蚊子实验室

  主要检测 蚊子抗药性

  在绵阳市疾控中心消毒与媒介生物控制所,“蚊子实验室”占了三层楼,每层都挂着“蚊帐”,不同的蚊笼里面饲养着不同年龄段的蚊子。

  绵阳市疾控中心消毒与媒介生物控制所副所长、绵阳市第一个蚊子“饲养员”陈华介绍说,绵阳本地常见的是库蚊,但传播登革热的蚊子主要是花蚊子,只是地区不同、气候条件不同,花蚊子的品种有所不同。”

  陈华说,在广东、海南等热带地区,以埃及伊蚊为主;在四川地区,以白纹伊蚊为主。“目前,绵阳的蚊子实验室只饲养白纹伊蚊,计划明年开始饲养本地常见的普通库蚊,用于做抗药性实验。

  据陈华介绍,目前实验室主要用高效氯氰菊酯、溴氰菊酯、氯菊酯、敌敌畏及双硫磷5种药作为实验监测药剂,看绵阳的蚊子更适合用哪种药。这样一来,一旦登革热疫情出现,疾控部门就可以及时、有效地控制。

  雄性蚊子吃素,只有雌性蚊子才叮人。雄蚊以植物花蜜和果子、茎、叶的液汁为食。雌蚊虽然偶尔也吃素,但一旦和雄蚊交配后,非吸血不可——它只有吸血后,才能使卵巢发育、产卵。所以,叮人吸血的都是雌蚊子。

  目前,实验室的第一批蚊卵已收集好进入干燥阶段,即将开展下一代繁殖工作。实验室将采集到的不同区域的蚊幼虫混合饲养1~2代后,取其3龄末4龄初幼虫进行抗药性测定,以反映绵阳市白纹伊蚊抗药性水平。