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    你是不是很想灭绝蚊子?蚊子的存在有何意义?能把它们灭绝吗?

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    • 五年级综合
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      童年科普专栏实习编辑

      夏天到了,蚊虫肆虐,很多人被蚊子折磨的生不如死。腿上手上到处都是包,痒比痛更难受。这时候我们产生了一个疑问,蚊子这个物种,它的存在到底有什么意义?以下会从不同的角度去分析这个问题。文章略长,大概需要十几分钟。

      食物链中的一环,是不是不可替代

      很多人认为蚊子存在的意义是扩展生物多样性,这话没错,少了蚊子就少了一个物种。但是,在食物链当中,蚊子处在什么样的地位?

      所谓的食物链也称“营养链”。简单来说就是在一个生态系统当中有的生物为了维持生命活动,必须以其他生物为食,环环相扣形成一个循环链条,这样生态系统中的生物其数量相对恒定,以保持自然平衡。

      你是不是很想灭绝蚊子?蚊子的存在有何意义?能把它们灭绝吗?

      食物链

      生态系统中的生物可以分成生产者,消费者和分解者三大类别。生产者多半是一些绿色植物,它们不吃东西,靠光合作用产生有机物自给自足,位于食物链的最低端,只能被吃。分解者主要是各种细菌和真菌,也包括某些原生动物及腐食性动物,它们把复杂的动植物残体分解为简单的化合物,最后分解成无机物归还到环境中去,被生产者再利用。分解者虽然非常小,但是是维持生态系统平衡的重要存在。

      除了上面两类之外,就是消费者了。消费者数量庞大,可以区分为食草动物和食肉动物两大类。食草动物称为第一级消费者,食肉动物称为第二级消费者,可称为第一级食肉者。这些生物吃的都是些低级生物,什么蚜虫蚂蚁之类的。如果再高级一点捕食小型食肉动物的大型食肉动物的生物,就被称为第三级消费者或第二级食肉者。以此类推,一些大型猛兽如狮、虎、豹、鹰等就是第四级消费者或第三级食肉者。

      回过头来,我们来看一看蚊子的地位。蚊子属于消费者的行列,处于底端的第二营养级,雄蚊子吸食植物汁液,雌蚊子吸血以繁衍后代,在食物链当中比较低级。以蚊子为食物的昆虫动物非常多,比如壁虎,蝙蝠,蜘蛛、青蛙等等,甚至于还有鱼,蛇,它们都吃蚊子,所以蚊子的克星还是挺多的。但是这些动物不仅仅吃蚊子,也吃其它的昆虫。

      你是不是很想灭绝蚊子?蚊子的存在有何意义?能把它们灭绝吗?

      蜘蛛捕食

      问题来了,有没有单独只吃蚊子的动物呢?

      目前没发现,但是有些昆虫喜欢以蚊子为主食,其它的作为辅助。比如说蜻蜓,蜘蛛这些动物。蚊子的数量非常多,相比于某些昆虫来说,它们的可得性非常高,捕食很方便。蚊子的存在,给很多的生物提供了种群可以持续发展的食物来源。

      回到题目中的话题,蚊子是食物链当中非常重要的一环,但是蚊子是不是不可替代的?

      不是,目前没有单独以蚊子为食物的动物,如果蚊子灭绝了,其它的昆虫会补上,这些捕食者饿不死。不过,以蚊子为主食的捕食者种群发展会变得缓慢,它们数量的变化,会影响到上一级以它们为食的生物变化,尽管这些影响在未来会消失,但是短时期还是会留下伤疤。

      身体构造,能不能为科学做贡献

      回想一下,有的时候我们半夜的时候总能够听到蚊子的叫声,实际也不是它们的叫声,而是它们振动翅膀发出的声音。它们跟大型鸟类不一样,扇一下翅膀可以飞很久,蚊子要想停留在空中,就必须高频率煽动翅膀才可以,翅膀产生的震动带动了空气的震动,我们就听到了“嗡嗡”声。

      讲个有意思的事情,蚊子求偶就是靠的声音,跟人类说话一样。在雄蚊子的头上有一个 “测向仪”,这个“测向仪”触角上生着许多刚毛,长毛可以感受到雌蚊的声音,它们靠这个来定位自己的“未婚妻”。但是雄蚊子的听力听不到其它雄蚊子的声音,它们只能够“异性相吸”。

      你是不是很想灭绝蚊子?蚊子的存在有何意义?能把它们灭绝吗?

      蚊子构造

      根据蚊子的这种测向功能,人们发明了一种被动式声学测向仪。这种仪器只能接受特定的声波,而且体积小,造价低,可用来定位雾角(在雾天警告船只的号角)信号,跟踪鱼群,或帮助潜水员定向,非常有实际应用价值。

      蚊子吸血咬人这个行为也有一定的科研价值。蚊子咬人是要冒很大风险的,它必须在咬你的时候让你感觉不到,不然很可能就魂归西天了。所以蚊子在咬我们的时候会把含有抗凝血剂、消化酶、蚁酸以及多种未知蛋白质的唾液来注入我们的体内。抗凝血酶的作用是防止血液凝固,人类的血液比较粘稠,如果不注射的话蚊子的嘴可能会被堵住,也很尴尬。抗凝血酶在医学上也有很大的作用,比如在病人输血的时候要防止血液凝固。

      另外,蚊子是如何找到人类的?

      蚊子的眼睛跟苍蝇不一样,它算是个“瞎子”,主要依靠身体里面的某些东西感应人类的存在。其实蚊子吸血跟血型没什么太大的关系,而是跟人汗液里面的乳酸物质有关。迈阿密佛罗里达国际大学的蚊子神经生物学科学家DeGennaro表示,蚊子找到人类关键是一种存在蚊子触角中、称为Ir8a的嗅觉辅助受主。

      你是不是很想灭绝蚊子?蚊子的存在有何意义?能把它们灭绝吗?

      蚊子吸血

      研究人员做了个实验,他们移除了试验蚊子体内的Ir8a基因,发现这一操作降低了蚊子搜寻人类大约50%的活动量。此外也有研究显示,没有Ir8a功能的蚊子对二氧化碳的反应则无变化,表明二氧化碳也是蚊子对人类气味敏感的关键因素之一。但二氧化碳不足以改变突变体蚊子的反应,因此认为Ir8a是蚊子对人类检测系统中不可或缺的组成部分。未来的科学家可以根据这个研究出针对性的驱蚊液,让蚊子这一基因消失,对人类不感兴趣即可。

      这一研究成果让我想到了之前有一个科学家做了一个移除人类基因防止艾滋病的试验,这个试验当时是被世界批评的。基因移植技术不能说没有好处,因为如果使用得当的话,可以帮助很多的由于基因变异产生疾病的患者康复。但是,现代的人类基因移植技术还不是非常的完备,也面临着人伦问题,所以这项技术的人类应用还任重而道远。

      传授花粉,为了让自然界百花齐放

      大家都知道蜜蜂是授粉的能手,但其实蚊子也是。蚊子当中,吸血的只有雌蚊子,雄蚊子吃素。雄性蚊子在吸食花粉的过程中也会进行传粉授粉,帮助一些植物繁衍。

      如果说其它地方蚊子授粉的功能作用不大的话,那么在北极苔原地区蚊子的地位就凸显出来了。虽然很多昆虫都能够授粉,比如蜜蜂蝴蝶之类的,但是蚊子的生命力比它们要顽强。在一些气候非常寒冷的如加拿大,俄罗斯地区,有些昆虫是无法生存的,但是蚊子可以。

      你是不是很想灭绝蚊子?蚊子的存在有何意义?能把它们灭绝吗?

      北极候鸟

      在北极苔原,居住着很多的蚊类。虫卵在来年融雪后孵化,其后只需 3 - 4 周就能发育为成虫。由于寒冷的地方生物较少,所以蚊子的天敌也比较少,这些蚊虫会在一小段时间内数量暴增,乃至在某些地区形成厚厚的云。在这些地区,蚊子是传粉授粉的主力军,如果蚊子灭绝了,在这些地方的植物没有办法传播自己的种子,长此以往有可能这一类植物就会灭绝。不仅如此,在苔原地区生存的一些候鸟也以蚊子为生。北卡罗莱纳环境与自然资源部的昆虫学家布鲁斯•哈里森估计,如果没有蚊子作为食物,在苔原筑巢的候鸟数量可能会下降50%以上。

      而且更有意思的是,苔原地区还有一种生物——驯鹿,它们也怕蚊子。蚊子每天会从每只驯鹿身上吸取多达 300 毫升的血液。这些驯鹿群有的时候为了逃避蚊子会改变行进方向,一个生物族群的迁徙对于生态的影响可不算小。吃苔原,踩草地,或者是给周边的狼群提供食物,进而改变了生态系统。有个词语叫做蝴蝶效应,现在看来可以改成“蚊子效应”了。如果没有蚊子了,驯鹿不迁徙了,就在一个地方生存,苔原地区本身生物更新就比较慢,很可能多年都寸草不生了。

      从这一层面来说的话,蚊子的存在尤其是北极群蚊的存在具有非常重大的意义。

      传播病毒,维持人与自然的平衡

      这一部分说到蚊子和人类了。

      蚊子是很多病毒的宿主,根据世界卫生组织(WHO)的数据,登革热以及其他由蚊子传播的疾病,如疟疾、寨卡、基孔肯雅病和黄热病——占全球所有传染病的约17%。

      你是不是很想灭绝蚊子?蚊子的存在有何意义?能把它们灭绝吗?

      因为人类缺乏食物上的天敌,除了自然死亡和重大自然灾害之外,致死率最高的就是疾病感染了。2018年9月25日,一名苏丹官员称,苏丹东部的卡萨拉州爆发了一种蚊媒传染病,在过去的1个月已有超过1.1万人被感染。在一些落后的国家和地区,蚊子一直是威胁人类生存的重要因素,尤其是在非洲地区。因为非洲大部分地区医疗设施,卫生条件还比较落后,加上非洲地区植物茂盛,人口众多,给蚊子的生存繁衍提供了绝佳的环境。

      据世界卫生组织(WHO)的调查,蚊子是杀死人类最多的动物。2015年,因蚊子死亡的人数居然有830000人。据联合国发布的数据显示,在2018年,全国因极端自然灾害死亡的人数为一万多人,蚊子致死的人数达到了自然灾害致死人数的数十倍之多。

      你是不是很想灭绝蚊子?蚊子的存在有何意义?能把它们灭绝吗?

      黑白伊蚊

      一些病毒对蚊子并没有什么作用,但是对于人类和一些家畜来说危害非常大。不仅仅是人会感染,一些牛羊等牲畜,由于缺少外在的防护,它们也经常会被各种疾病感染,而且还会出现人和动物相互传染的情况。

      但是,正因为人类缺少天敌,所以蚊子也成了减慢人口繁衍速度的贡献者,对于维持人和自然平衡角度,蚊子的存在有一定的意义,毕竟没有其它任何一种昆虫能够有它们这么厉害的传染疾病的能力了。

      人类与蚊子的抗争史

      其实说到底,蚊子的价值主要体现在维持食物链,科学研究,传粉授粉和减缓人口繁衍的层面,但是这些价值,雄蚊子就够了。人们讨厌蚊子,一个是讨厌吸血瘙痒,另一个是害怕传播疾病,而这些,都是雌蚊子的“功劳”。

      之前有美国的团队通过改变蚊子的基因组来减弱它们繁衍后代的能力,但是这种方法短期有效果,长期下来这样的后代容易死亡,不能繁衍,很快又被原始的基因蚊子打败了,而且一批批编辑基因耗费的人力物力也非常庞大,所以目前的可行性并不高。不过近日,美国佛罗里达州与联邦政府宣布,同意了一项由美国独资生物技术公司Oxitec提出的实验申请,将一批特殊基因蚊子释放到佛罗里达礁岛群,让它们去消灭野生蚊子,类似于“狗咬狗”。

      你是不是很想灭绝蚊子?蚊子的存在有何意义?能把它们灭绝吗?

      中国奚志勇团队在2019年创造了一项“以蚊治蚊”的灭蚊方法,他们通过技术手段把雌雄蚊子筛选开,然后通过辐射让雄性蚊子绝育,使其与野生雌蚊交配后,所产的卵不能发育。国际原子能机构和联合国粮农组织曾成功地大规模使用这种绝育技术来控制重要的农业害虫。不过因为受到了辐射,绝育雄蚊的生殖竞争能力比不上野生蚊子,控蚊效果并不理想。

      另外,人类还想出了其他办法。科学家们把一种名为沃尔巴克氏体的细菌植入到亚洲虎蚊体内(这种蚊子攻击力极强,可以透过牛仔裤叮咬,而且它抗寒,繁殖力也很强,携带了至少22种病菌),有了这种细菌以后,雄性蚊子的精子就会遭到破坏,生命力减弱,和雌性蚊子交配以后,代代相传,子孙后代的寿命也不长,长此以往,断子绝孙。

      但这种方法也存在风险,仅仅采用机械筛选雌雄蚊不能做到 100% 精准。一旦感染了同型沃尔巴克氏体的雌蚊被意外释放,就会取代本地种群,影响基于沃尔巴克氏体的种群压制策略进一步实施。

      当然,还有些人做的更绝,如果说上述的方法还保留了蚊子的繁殖能力外,有的干脆给蚊子变性了,弗吉尼亚理工大学通过调节“Nix”基因的方法改变雌性蚊子器官,转变成雄性蚊子,从根本上杜绝了蚊子繁殖的可能性。

      你是不是很想灭绝蚊子?蚊子的存在有何意义?能把它们灭绝吗?

      奚志勇团队

      但是可喜可贺的是,奚志勇团队结合了绝育和植入病菌两种方法进行试验,他们在广州开展的田间试验中释放了数百万只感染沃尔巴克氏体且受过辐射的蚊子,“双管齐下”,最大程度减少一些特殊个体的影响。这次的结果收获颇丰,在2年的时间里,野生亚洲虎蚊种群几乎全被清除,每年野生蚊种的数量平均减少了约 83% - 94%,且在长达6周内都侦测不到任何蚊子。

      有人担心这样会不会造成蚊子灭绝,奚志勇团队表示,这种方法只针对于居住区的亚洲虎蚊,对其他蚊子没影响,但是我们人类还需要继续探究可持续性的灭蚊策略,因为如果人类不释放带有沃尔巴克氏体细菌的蚊子之后,野生蚊子又会反弹。

      但是可以相信,随着人类技术的发展,蚊子这一生物对于人类的伤害会不断减少,人们也会探索出更合适的,不破坏生态的灭蚊方法。

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