史迪西
如果說西瓜和冰淇淋是夏日最美好的回憶,那蚊子簡直可以算作夏天的噩夢。短裙與防蚊總是難以兼得,萬一被叮到臉或腳底更是有苦難言,防蚊水氣味刺鼻,足以讓人退避三舍。更嚴重的是,萬惡的蚊子還是不折不扣的“吸血鬼”,經(jīng)由它們傳播的疾病每年造成傷亡無數(shù)。如今,谷歌母公司Alphabet旗下的實驗室正在推進一項“除蟲計劃”,擁有一個沒有蚊子的夏天可能夢想成真。
每年夏天總少不了要和蚊子斗智斗勇,在人類已經(jīng)可以遠征外太空的高科技時代,小小的蚊子卻成了人們生活中的一塊心病。多年的斗爭歷史中,人類嘗試過用化學大法殺蟲劑滅蚊,卻無奈殺蟲劑對蚊蟲的效力會越來越低,而且對身體和生態(tài)環(huán)境都不友好;用物理方式——蚊帳防蚊、人力滅蚊,只在特定空間有效,無法大規(guī)模殺死蚊子;也有人提出及時清理所有可能會滋生蚊蟲的積水區(qū),卻苦于受現(xiàn)實條件限制難以實現(xiàn)。
雖然人類在這場人蟲大戰(zhàn)中處于下風,但滅蚊的探索腳步不能停止。蚊子對健康的威脅要出乎很多人意料,可以說,蚊子是對人類生命安全威脅最大的動物:比如一種名為埃及伊蚊(Aedes aegypti)的品種,是登革熱、寨卡病毒、黃熱病、基孔肯雅熱病毒的攜帶者和傳播者,每年會造成全球上百萬人染病甚至死亡,對公共衛(wèi)生健康造成了極大危害。4月25日被世衛(wèi)組織選定為“世界防瘧疾日”,在不少地區(qū)的宣傳物料上,蚊子赫然占據(jù)了宣傳中心。作為瘧疾的傳染媒介,蚊子讓人防不勝防。據(jù)世衛(wèi)組織透露,全世界約一半人口都處于罹患瘧疾的風險中。
不容樂觀的事實是,大部分經(jīng)由蚊子傳播的疾病至今沒有有效的疫苗或者治療方法。在2014年WHO的一項統(tǒng)計中,蚊子牢牢占據(jù)最致命動物榜首,一年中“殺害”的人類數(shù)量比毒蛇、鱷魚、獅子老虎加起來都多(圖2)。就連出現(xiàn)在無數(shù)恐怖片中的鯊魚襲擊,在1916到2016這100年間造成的人類死亡案例也不過1035起,而蚊子造成的人類死亡,1天內(nèi)就達到了1470起(圖3)。由蚊子引發(fā)的危險正逐漸受到人們重視,光是比爾蓋茨就投入了10億美元用于研究消除瘧疾。可它們似乎依然在肆無忌憚地生長,研究人員發(fā)現(xiàn)近年來這些疾病的傳播速度越來越快。
或許,是時候?qū)で笮路椒ㄖ卫砦米訋淼碾[患了。
谷歌母公司Alphabet旗下的Verily實驗室決定接過這個挑戰(zhàn),他們選定美國的夫勒斯諾市作為“除蟲項目”的大本營,開始了滅蚊實驗的第一步。
從2013年起,美國加利福尼亞州的夫勒斯諾市就飽受蚊群困擾,沒人知道這撥精力旺盛的蚊子從哪來,但大家都感受到了這群蚊子可怕的繁殖能力。從那時開始,偏愛溫暖潮濕環(huán)境的蚊子在這里駐扎下來,躲在水塘邊和居民的家中,開枝散葉,形成了不可忽視的規(guī)模。
直到2017年事情才發(fā)生了轉(zhuǎn)機,這一年實驗室的工作人員找到了克制蚊子的新方法——他們在這里分片區(qū)釋放了8萬只蚊子。隨后又在2018年4月到11月的蚊蟲叮咬高發(fā)期間,追加釋放了150萬只蚊子。每天早晨,載著蚊子的小卡車在各個街區(qū)游蕩“作案”,經(jīng)過精密算法計算,每個區(qū)域被投放不同數(shù)量的蚊子,同時監(jiān)控每一只的動向。
雖然這種“以毒攻毒”的方法乍聽之下不可思議,但事實證明,這項技術(shù)成效顯著:2017年的試驗讓該地區(qū)蚊子數(shù)量減少三分之二,2018年追加投放后,蚊子數(shù)量更是減少了95%。二期試驗在澳大利亞開展后,也收獲了蚊子數(shù)量削減80%的驚人成績。
為什么放出數(shù)百萬蚊子反而讓蚊群數(shù)量急劇減少?這源于Alphabet實驗室研究出的蚊群控制技術(shù):釋放的蚊子并非常見的普通款,而是經(jīng)過“改造”的特殊類型。
簡單來說,Verily的新技術(shù)核心是將大量改造過的“好蚊子”混入蚊群中來逐漸影響蚊群繁殖。而改造的關(guān)鍵是,“好蚊子”不能繁殖后代、不能傳播疾病。
為了實現(xiàn)這一關(guān)鍵,技術(shù)人員首先要用“沃爾巴克氏體”細菌感染蚊子,這種在自然界中分布最廣泛的共生菌以昆蟲為宿主,研究表明它們可以參與調(diào)節(jié)控制宿主的生殖系統(tǒng)。利用了這一特性,技術(shù)人員成功用這種細菌為雄性蚊子做了“絕育手術(shù)”。放歸大自然后,與改造蚊子交配的雌性蚊子將不會再生育后代,種群數(shù)量也會隨之大幅減少。早在上世紀60年代,這種蚊子絕育術(shù)就開始在小范圍內(nèi)進行試驗,時至今日,越來越多的研究者發(fā)現(xiàn)了它的價值,技術(shù)也漸趨成熟。
接下來要解決的問題是,只有當好蚊子的數(shù)量達到一定級別,才能發(fā)揮對種群整體的影響。據(jù)測算,每次大范圍滅蚊都需要培育上百萬只改造蚊子。如此大規(guī)模的培育活動也對除蟲項目提出了挑戰(zhàn)。好在實驗室的工作人員設(shè)計了一套自動化培育系統(tǒng),在“蚊子工廠”里,機器人們將放有幼蟲的培養(yǎng)盒打包儲存,定期喂養(yǎng),保持溫度適宜其長大。
培育好的蚊子在釋放前,還要經(jīng)歷一個篩選步驟,以保證蚊子和人類之間的安全底線。篩選的主要標準,是蚊子的性別。在自然中,雄性蚊子并不會叮咬人類,給人類帶來傳染疾病,所以只要將培育好的雄性蚊子挑選出來放歸自然即可。在以前,篩選蚊子性別是一項需要人工參與,極其低效的工作。不過除蟲項目的研究人員充分利用了AI人工智能,幫助識別分類蚊子性別,算法和人工智能極大地提高了篩選蚊子的效率。
放生后,這些絕育的雄蚊子會找到附近的蚊群進行交配,完成對蚊群生殖繁育的精準打擊。在每一只幾乎難以看清的小蚊子體內(nèi),還藏有技術(shù)人員植入身份識別標記,便于GPS后續(xù)追蹤。跟蹤到的數(shù)據(jù)會被采集回收,為精確預測下一次蚊子釋放的數(shù)量做準備。
與傳統(tǒng)控蚊方式相比,Verily實驗室的蚊子絕育術(shù)不僅做了大量數(shù)據(jù)分析準備,還運用了傳感器和自動化技術(shù)來監(jiān)控蚊群活動,科技的運用讓這項新方法變得高效又安全。
雖然Verily有意將這項技術(shù)推廣到全球,把人類從被蚊子支配的恐懼中解救出來,但他們也面臨著不容忽視的阻礙。
比如很多人擔心完全消滅蚊子這一物種會造成自然界不可預測的生態(tài)失衡。對于這種擔心,工作人員也沒有答案。因為很少有學者去系統(tǒng)研究,蚊子在生態(tài)圈中究竟扮演怎樣的角色。不過除蟲計劃目前針對的對象是埃及伊蚊品種,而全球范圍內(nèi)已經(jīng)有很多機構(gòu)在嘗試削減埃及伊蚊的種群數(shù)量。生物界也有一個共識是,消滅城鎮(zhèn)范圍內(nèi)的埃及伊蚊對生態(tài)圈的影響非常微小,因為蚊子并不是其他生物的主要食物來源,蚊子也不具備給植物傳粉的功能??傮w來看,相較于蚊子帶來的傳染病毒,和目前的化學防蚊技術(shù)對人類和環(huán)境造成的壓力,Verily的新型防蚊術(shù)危險系數(shù)相對較低。在未來,如果對埃及伊蚊的戰(zhàn)爭告一段落,研究人員將會把目光轉(zhuǎn)向其它蚊子種群:比如亞洲虎蚊(Asian tiger mosquito),他們希望這項滅蚊技術(shù)可以有效應用在所有種類的蚊子身上,不過距離消滅蚊子終極目標的實現(xiàn),仍需要時間和大量實驗的檢驗。
另一個阻礙源于基因改造可能存在的爭議。不過值得注意的是,Verily以及其他對蚊子進行基因改造的科技公司們,都小心地選擇了在雄性蚊子身上開展試驗。因為叮咬人和繁殖后代的都是雌性蚊子,而雄性蚊子因為生理構(gòu)造不同并不會參與咬人和生育的步驟,這一特性保證了試驗過后的雄性蚊子不會直接與人產(chǎn)生接觸影響,降低了基因改造帶來的風險。
除此之外,每次控制蚊群需要投放的蚊子數(shù)量讓人有些望而生畏,公司擔心這種“以毒攻毒”的辦法引發(fā)公眾抵觸情緒,進而反對好蚊子的釋放。為了獲得民眾理解,公司在街頭設(shè)立了一些體驗點,將改造后的雄性蚊子裝入箱中,路人可以將手伸進箱子中,感受這些好蚊子安全不咬人的特點。
雖然這項技術(shù)成效卓著,但花費不菲,讓它成為可廣泛應用的技術(shù)依然任重道遠。實驗室的資深研究員雅各布表示,現(xiàn)在研究的一個關(guān)鍵點在于,要如何降低成本和操作難度,讓貧困地區(qū)也完全可以負擔得起這種高效的滅蚊方法,拯救深受蚊子威脅的人民群眾。
蚊子絕育術(shù)邁出了大規(guī)模消滅蚊子的第一步,也許沒有蚊蟲煩惱的夏天和沒有蚊蟲傳染疾病的世界在不久的將來就能實現(xiàn)。在那之后,研究員們會不會將目標轉(zhuǎn)向萬惡的蟑螂呢?
二戰(zhàn)期間,為了控制蚊蟲傳染的疾病,被稱為“萬能殺蟲劑”的DDT廣泛投入使用,大大減少了感染瘧疾的人數(shù),同時還帶來了農(nóng)作物增產(chǎn)。隨著時間的推移,在上世紀60年代,很多科學家發(fā)現(xiàn)了DDT的危害,這種成分在自然中難以降解,還會在動物體內(nèi)累積,美國國鳥白頭海雕險些因此滅絕。隨后,《寂靜的春天》一書控訴了DDT對生態(tài)圈的破壞,其他科學家也發(fā)現(xiàn)了DDT對人體的毒性。1972年美國全面禁止使用DDT,很多國家緊隨其后宣布禁用。不過在此之后,世界范圍內(nèi)的瘧疾患者人數(shù)陡然上升,每年死亡人數(shù)高達100多萬。2006年,世界衛(wèi)生組織呼吁非洲國家重新啟用DDT滅蚊,而后DDT再一次有效降低了非洲國家的瘧疾發(fā)病率,不過關(guān)于它的爭議卻還未停止。
2016年,飽受蚊子困擾的哥斯達黎加開展了一場針對蚊子的“細菌戰(zhàn)”,衛(wèi)生部決定向容易滋生蚊蟲的積水區(qū)投放“多殺菌素”(Spinosad),破壞埃及伊蚊幼蟲的神經(jīng)系統(tǒng)從而殺死幼蟲。雖然不會對人類造成傷害,但這種方法存在相當大的局限:人們很難顧及到每一個水塘,無法完全杜絕蚊蟲生長,而多殺菌素只對幼蟲有效,無法殺死成蚊。
離哥斯達黎加不遠的薩爾多瓦共和國也投入到了積極滅蚊的戰(zhàn)隊中,當?shù)厝罕姴扇×思冏匀坏臏缥梅椒ā獙⒁环N名叫Sambo的魚放入水塘中,吃掉蟲卵。不過這種方法效率較低,很難大規(guī)模推廣。