蚊子:凶残杀手

我们正在与蚊子交战。除了南极洲、冰岛和为数不多的法属波利尼西亚小岛是例外,由110万亿只蚊子组成的大军在地球表面其他每一寸土地上巡逻。咬人的雌蚊装备着至少15种让人痛不欲生的致命生物“武器”。虽然全球每年的防蚊花费高达110亿美元,且还在猛涨,但收效看来并不大——尽管蚊子致死人数(尤其是疟疾致死人数)逐年减少,蚊子对人类来说却依然是致命的杀手。

年均杀人200万

根据多种估计,自2000年以来蚊子平均每年造成200万人死亡。按照年均数来说,这方面的第二名是人类,其自相残杀致死人数为47.5万。第三名是蛇,致死人数5万。狗和白蛉并列第四,致死人数均为2.5万。采采蝇和猎蝽并列第五,致死人数均为1万。鳄鱼位列第十,致死人数为1000。其后是河马、大象和狮子,致死人数分别为500、100和100。鲨鱼和狼并列第十五,致死人数均为10。

但蚊子并非直接伤人,而是它传播的致命疾病在害人。如果没有蚊子,这些恶疾可能就不会被传染给人类,甚至这些恶疾都不会存在。我们的免疫系统很能适应我们所长期生活环境,却不能立即适应异域。行进的军队、探险者和殖民者把疾病带到遥远的土地,但他们也被由自己企图征服之地的蚊子所携带的微生物夺命。从某种意义上说,蚊子是推动人类历史的最大非人类力量。

采采蠅

猎蝽

蚊子爱叮哪些人

蚊子的嗡嗡声是我们最熟悉的声音之一。野营一天后,你和亲朋洗完澡,躺在草坪椅子上,打开冰镇啤酒。正当你们准备开怀畅饮时,却传来蚊子的嗡嗡声。此时近黄昏,也是蚊子最喜欢的吸血时间。

虽然你听见了嗡嗡声,知道蚊子驾到,但察觉不到它在你脚踝上轻轻降落。为什么是脚踝?蚊子叮咬部位通常接近地面,而且只有雌蚊才咬人。蚊子用10秒钟寻找一根主要血管,然后带着头部的6根“针”聚焦和接近目标。它把其中两根“针”(两块锯齿状下颌骨切削刀片,它们很像是两张刀片来回移动的电动刻刀)插入(或者说锯进)你的皮肤,并且用另外两根“针”(两根牵引器)为第5根“针”sesMn83aujSTdweBwnRevgY0fIGkj8KrkWPElmdPBOM=——吸管(从蚊子的保护性翅鞘中伸出的“皮下注射器”)开辟通道。它用吸管吸血3~5毫克,立即排泄血液中的水分,浓缩占血液20%的蛋白质。在此过程中,它用第6根“针”把包含抗凝血剂的唾液注入吸血部位,阻止血液凝固。这会缩短它的吸血时间,从而降低你感觉到它正在吸你血的风险。这种抗凝血剂引起过敏反应,产生发痒的疮包。

蚊子叮咬是蚊子生殖所需的一种复杂而创新的进食方式——雌蚊需要人血来让它的卵子生长和成熟。不要以为蚊子专咬某些人,事实上它什么人都咬。民间一直有这样的说法:女性爱“招”蚊子;小孩容易被蚊咬;皮肤黑的人不容易遭蚊咬……其实,这些说法都不对。不过,蚊子咬某些人确实要多一些。例如,据一些统计,O型血者被蚊子咬的次数是A型血者的两倍,B型血者居于前两者之间。皮肤中某些化合物(尤其是乳酸)天然含量更高者看来更受蚊子青睐。蚊子能根据这些化合物含量分析你的血型,而这些化合物也决定着一个人的皮肤细菌和独特的身体气味。如果你体味酸臭,会让人不悦,却会增加你皮肤表面的细菌数量,这会让蚊子不喜欢你。但脚臭是个例外——臭脚所释放的细菌对蚊子来说是催情剂。此外,蚊子也被除臭剂、香水、肥皂和其他香料的气味吸引。

雌蚊用6根针状口器叮咬人。其中,蓝色针和黄色针用于锯进人皮肤,绿色针用于把蚊子的唾液注射进人皮肤,红色针用于吸血。满天的蚊子。

蚊子特别喜欢爱喝啤酒的人。着装太靓丽也不好,因为蚊子靠视觉和嗅觉猎食。蚊子的嗅觉主要依赖潜在袭击目标呼出的二氧化碳数量,因此激动、发怒只会招来更多蚊子。蚊子在60米外就能闻到人呼出的二氧化碳。你锻炼时会呼出更多二氧化碳,而出汗会释放乳酸等化合物,因此你被蚊子关注。此外,你的体温升高也使蚊子更能选中你。由于孕妇呼出的二氧化碳数量比一般人高20%,孕妇体温也更高,因此孕妇遭蚊咬的次数是一般人的两倍,孕妇感染寨卡病毒病和疟疾等蚊媒疾病的风险也比一般人高。

雄蚊不叮人。它们的世界只有两件大事:采花蜜和繁殖。与其他飞行昆虫一样,当准备繁殖时,雄蚊在烟囱、天线、树木或人群周围聚集成群。当我们走动时,蚊群尾随不散,让人甚为烦恼。蚊群甚至能延伸超过300米高度,就像龙卷风的漏斗云。当雄蚊聚集在你头顶上方时,雌蚊飞进雄蚊群中寻找配偶。虽然雄蚊在一生中频繁交配,但交配一次的精子数量就足够雌蚊产生一大批后代。雌蚊存储精子,把它们逐个分配给每一个卵子授精。雌蚊的短暂激情为生殖提供了两个基本要素之一,而另一个要素就是你的血液。

反复叮人和产卵

回到营地,你刚刚完成了耗费体力的徒步旅行,在身上抹香皂洗澡,擦干身子后喷上香体液,然后穿上红蓝色沙滩装。此时近黄昏,疟蚊的晚餐时间。雌蚊在与雄蚊交配后,吸了你的血带走。这些血的重量是雌蚊体重的3倍。它在最近处找到一个垂直表面,在重力帮助下继续排掉你血液中的水。采用浓缩血液,它将在未来几天里让卵子发育。然后,它把大约200只卵产到小水坑表面。说是小水坑,可能只不过是在一只被踩扁的啤酒罐表面的积水。雌蚊总是把卵产在水中,但它无需多少水。

在1~3周的生命期里,雌蚊反复叮人和产卵。虽然它最远能飞到3000米以外,但它实际上很少飞到自己出生地周围400米以外。如果温度够高,两到三天内蚊卵就会孵化为在水中扭动、觅食的幼虫(孑孓)。如果温度不够,这个时间就会长一些。幼虫很快变成上下颠倒、逗号形状、身体歪斜的毛虫。毛虫通过从露出水面的臀部伸出的两个呼吸角呼吸。几天后,幼虫的保护性体壳裂开,成年蚊子飞出,新一代“魔鬼”雌蚊已准备好叮人。蚊子的成熟过程只需大约1周。

白纹伊蚊(亚洲虎蚊)的幼虫。

病原体为什么杀人

蚊子所携带的细菌、病毒和寄生虫等病原体引发了无数灾难,主导着人类历史进程。为什么这些病原体会进化到消灭宿主——人的地步?如果我们暂时抛开偏见,就会发现这些病原体与人类一样经历了自然选择过程。这就是它们至今会让我们生病、死亡和它们难以被清除的原因。你可能会困惑:既然人类是这些病原体的宿主,也就是说人类为病原体提供了“寄宿”,那么为什么病原体要杀死自己的宿主?没错,病原体致病会致人死亡,但病原体利用疾病症状来帮助自己传播和繁殖。如此看来,病原体真的很狡猾。一般而言,病原体在杀死宿主前会确保自己的传播与复制。包括导致我们食物中毒的沙门氏菌在内的一些微生物和多种寄生虫都在等待自己被吞噬——也就是一种生物吃另一种生物。

疟原虫(黄色)破坏红血球(示意图)。

有很多水生传播疾病,其中包括贾第虫病、霍乱、伤寒、痢疾和肝炎。包括普通感冒、24小时流感和真流感在内的其他多种疾病通过咳嗽和打喷嚏传染。天花之类的疾病通过伤口、受污染物体或咳嗽直接或间接传播。还有一些疾病通过性行为传播,其中许多恶毒病原体在孕妇子宫内传给胎儿。

导致斑疹伤寒症、黑死病(淋巴腺鼠疫)、南美锥虫病和嗜眠病(锥体虫病)的微生物,搭载的是由带菌者(传播疾病的生物体,例如虱子、白蚁、蝇、扁虱和蚊子)提供的“免费便车”。为了让自己的生存概率最高,许多微生物使用多重手段。疾病的多种症状其实是微生物传播疾病的多种模式,这些模式有效地帮助微生物繁殖和其物种存在。微生物为自己的生存而战,和我们为自己的生存而战没有两样。微生物在进化节奏上领先我们一步,因为它们持续变形以绕开我们企图借以清除它们的最好手段。

适应环境的高手

为了了解蚊子对人类历史的深远影响,首先有必要认识蚊子自身和蚊子传播的疾病(蚊媒疾病)。有一个被错误归于达尔文的说法:“存活下来的并不是最强壮者,也不是最聪明者,而是最能适应变化者。”不管这句话到底是谁说的,蚊子和蚊媒疾病(尤其是疟疾寄生虫病)都是这句话的最好例子。蚊子是进化性适应高手,它们在几代之内就能适应变化的环境。在1940~1941年德国闪电战期间,随着德军轰炸伦敦,一些孤立的库蚊种群与伦敦市民一起被隔离在伦敦地下防空洞中。這些蚊子很快就从原来吸鸟血变成了吸食老鼠血和人血。现在,它们已经是明显有别于其地面祖先的另一个蚊种。就这样,原本需要花成千上万年才能完成的进化,竟然在不到100年内就完成了。

蚊子不仅有奇迹般的适应能力,而且非常“自恋”。与其他昆虫不同,蚊子不会在任何有用的意义上为植物授粉,不会让空气进入土壤,也不会消化废物。与大众认识相反,蚊子根本不构成其他任何动物不可或缺的食物来源。除了延续自己的种类,还或许除了杀人之外,蚊子没有其他生存目的。作为顶级掠食者,蚊子与人类的关系看来只在于蚊子要“控制人口失控性增长”。

伦敦地下库蚊。

两种恶毒的蚊媒疾病

在整个人类历史中,蚊子传播的两种恶疾——疟疾和黄热病一直是死亡和历史变化的主要推手。人在被携带疟原虫的蚊子叮咬后,罪大恶极的疟原虫会在被感染者肝脏内变异、繁殖长达一两周,在此期间不会导致任何症状。然后,变异过的疟原虫大军从肝脏暴发而出,侵犯血液。它们附着在红血球上,穿透红血球的外层防御,大啖红血球内部的血红蛋白。疟原虫在红血球内会经过另一次变形和繁殖周期。胀满的红血球最终爆裂,喷射出两种形式的疟原虫。其中原来形式的疟原虫前去进犯新鲜红血球,新的“无性”形式的疟原虫漂浮在血流中,等待蚊子传播。

疟原虫是变形专家,正是它的这种基因灵活性导致我们难以用药物或疫苗清除或抑制它。被感染者至此已严重发病,先是发冷,然后是41℃的高烧。患者不得不卧病在床,汗湿床单,扭曲痉挛,赌咒发誓,痛苦呻吟,肝脾肿大,皮肤发黄,呕吐不止。随着红血球每一次爆裂,疟原虫从红血球中暴发而出,患者都会以精确时间间隔发烧。随着疟原虫在新的红血球内进食和繁殖,退烧。

是原虫类寄生虫生活史上的一个活跃、有运动性的繁殖阶段。活动体会发展成裂殖体,即成为一个母细胞。处于活动体阶段的寄生虫,易侵入组织造成病变。

疟原虫用复杂的信号来同步自己的行为,并且在整个周期遵循严格规程。新的无性疟原虫在人体血液中传递一种“咬我”的化学信号,由此大大提高疟原虫自身被蚊子搭载而去感染他人,进而完成繁殖周期的概率。在蚊子的胃内,无性疟原虫再次变形成雌虫和雄虫。它们迅速交配,产生的丝状后代脱离蚊子的胃,进入蚊子的唾液腺。疟原虫通过抑制抗凝血剂的产生,从而让蚊子单次吸血量降到最低,来操纵蚊子更频繁叮人。这样一来,疟原虫就能确保自己的传播数量最多和传播范围最大,以此进一步确保自己物种延续的可能性最大。

温度在蚊子繁殖和疟原虫生命周期中起着重要作用。考虑到这两者之间的共生关系,它们对气候也都很敏感。天气越冷,蚊卵成熟和孵化所需时间越长。不像哺乳动物,蚊子是冷血动物,不能自行调节体温。在低于10℃的环境中,蚊子无法生存。一般而言,在温度高于23℃的条件下,蚊L+4xQALKxE6jU1csFVtvoPWg0kSEBjz8LCX/UXo3Zy0=子活得最昌盛。一到40℃则会把蚊子烤死。在温带地区,这意味着蚊子的繁殖、孵化和叮人发生于春季到秋季。尽管疟原虫从未见过天日,它们却需要与蚊子短短的生命期和温度条件抗争来确保自己的复制。疟原虫繁殖的时间架构取决于蚊子的体温,而蚊子的体温取决于外部温度。体温越低,蚊子越不活跃,疟原虫的繁殖就会受限。根据疟原虫类型的不同,在15~21℃的条件下,疟原虫的繁殖周期可长达1个月,这超过蚊子的平均寿命,那么疟原虫也只有跟蚊子一起死了。

温暖气候可维持常年不断的蚊子种群,造成地方性蚊媒疾病流行。在通常没有或少有蚊媒疾病的地区,异常高的温度可造成蚊媒疾病的季节性暴发。全球变暖也会导致蚊媒疾病传播范围变大。随着全球升温,会传播疾病的蚊子种类(之前通常限于南方和低纬度地区)会传播到北方和高海拔地区。这无疑令人担忧。

消灭蚊子就行吗?

2012年,短回文重复序列基因编辑技术的问世震惊了世界,改变了我们对地球和我们在地球上的地位的观念。一些媒体开始讨论基因编辑与蚊子之间关系这个话题。2013年首次成功使用的短回文重复序列编辑技术,是指从一个基因剪切掉一段DNA序列,用另一段想要的序列替换,从而迅速、廉价和精确地永久性改变一个基因组。

一个著名基金会自2000年创建以来,一直在资助对蚊媒疾病的科研。2016年,该基金会对短回文重复序列蚊子基因编辑技术的研发投资很大。但该基金会指出,他们的投资是为了控制蚊媒疾病,尤其是疟疾,而不是为了消灭蚊子。科学家指出,蚊子在单飞或不携带微生物时是无害的。在超过3500种蚊子里,只有几百种是带菌者。经过基因改造而不能携带寄生虫的蚊子或许能终结疟疾之灾,但基因交換技术也可能造成更邪恶、更黑暗和更危险的基因蓝图。

蚊子太害人,消灭蚊子似乎顺理成章。自从20世纪60年代以来,一直有科学家提出要消灭蚊子。新的基因编辑技术的确有可能实现这个目标。一些科学家设想,把经过基因编辑、拥有“自私基因”的雄蚊释放到蚊子泛滥区,与雌蚊交配产生不育或只有雄性的后代,那么蚊子将可能在一两代时间内灭绝。

但也有科学家支持只让原本有害的蚊子变得无害,而不是让蚊子灭绝。已经有科学家采用基因编辑技术,在疟原虫通过蚊子唾液腺时消灭疟原虫,从而让蚊子无法传播疟疾。伊蚊则难对付得多,因为它会传播一系列疾病,其中包括黄热病、寨卡病、西尼罗病、基孔肯雅病、马雅罗病、登革热和脑炎等。那么只能设法让伊蚊不育,因为只让伊蚊不传播寨卡病毒的话,它依然会传播登革热和其他疾病。

科学家认为,有合理但未知的理由促使我们考虑是否该消灭蚊子这个问题。如果消灭了传播疾病的蚊子种类,那么其他蚊种和昆虫会不会填补传播疾病蚊种的生态位?消灭蚊子,会不会破坏自然的生态平衡?如果被消灭的蚊种在生态系统中起着尚未被认识到的重要作用,那么会有什么后果?在得到这些问题的确切答案之前,是否应该消灭蚊子仍属疑问。

烟熏灭蚊。

版权声明:三分钟阅读 发表于 2021年10月31日 下午11:25。
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