为什么蚊子会对杀虫剂产生抗药性?
更新时间:2019-07-17

  虽然身材小巧,但蚊子一直都被人们称为世界上最危险的生物,因为它们可以传播致命疾病。全世界超过半数的人口所生活的地区,都有携带疾病的蚊子出没,每年蚊子都会导致数百万人死于疟疾、登革热和黄热病等疾病。

  杀虫剂是对付蚊子等多种昆虫的主要防御手段之一,但它们本身就具有一系列风险,其中非常重要的一种风险便是产生抗药性。

  杀虫剂的抗药性问题日益严重,这也是世界卫生组织(WHO) 一直以来都十分重视的问题,据该组织报道,对四种常用杀虫剂——拟除虫菊酯、有机氯、氨基甲酸盐和有机磷酸酯——形成的抗药性已经在非洲、美洲、东南亚、地中海东部和西太平洋地区广泛蔓延。

  目前,《生态学》(Oecologia) 发表的一项研究表明,蚊子对常用的农业杀虫剂产生了抗药性,但它们的天敌却没有,这就为蚊子的繁殖创造了完美的环境。这样一来,在某些地区,使用杀虫剂反而可能导致蚊子数量增加,这是非常矛盾的现象。

  犹他州立大学的研究人员此前曾在哥斯达黎加橙子种植园开展研究,他们发现,在这些地方遭遇蚊子叮咬的情况非常严重——比其他地区要严重得多。这就引出了专题研究的第一部分,研究人员发现蚊子幼虫在凤梨科植物中大量存在,这种植物的叶子褶皱之间有一小滩水。

  他们将连续数十年施用乐果(一种有机磷酸酯杀虫剂)的橙子种植园的蚊子,与从未施用杀虫剂的森林中的蚊子进行对比,发现橙子种植园中的蚊子数量是森林蚊子数量的两倍,但却没有蜻蜓幼虫,蜻蜓是众所周知的以蚊子为食物来源的昆虫。

  研究人员还在实验室中让蚊子接触到了乐果,不仅发现来自橙子种植园的蚊子的抗药性是来自原始森林的蚊子的十倍,还发现橙子种植园中的蜻蜓很容易因为这些化学物质而死亡,这表明,蜻蜓没有像蚊子一样形成抗药性。

  “因此,针对杀虫剂形成的抗药性可能会让 W. abebela[蚊子]在不受系统中主要捕食者影响的情况下生存下来,这就解释了,为什么使用受杀虫剂的地区的蚊子,要比不使用杀虫剂地区的蚊子更多。”

  Beyond Pesticides 是一家非营利性组织,肩负的使命是向一个没有有毒杀虫剂的世界过渡。该组织进一步解释道,蚊子及其天敌蜻蜓之间的生物学差异加剧了昆虫的抗药性问题:

  “接受研究的蚊子的生命周期比蜻蜓短 12 到 24 倍,这样一来,蚊子就有机会更快培养具有抗药性的个体。考虑到它的生命周期较短,即便是一小部分具有抗药性的蚊子,也能凭借其改良的基因,迅速地在一个地区繁衍生息。

  蜻蜓无法追赶蚊子的速度。这进一步增加了蚊子在生态系统中的优势。没有天敌来控制数量,蚊子就能在新的栖息地定居。在这种情况下,使用化学物质的果园中的蚊子能够在更大的凤梨科植物上产卵,而在原始森林环境中,蜻蜓和其他捕食者的存在使得这种情况极不可能发生。”

  蚊子之所以能如此有效地形成杀虫剂抗药性,其中一种机制便是通过过度生成特定的酶,这些酶包括:

  · 谷胱甘肽-S-转移酶 (GST),可有效对抗有机磷酸酯、有机氯和拟除虫菊酯杀虫剂

  · 细胞色素P450 依赖性单氧化酶,可有效对抗大部分杀虫剂类型,通常与其他酶联合发挥作用

  至少在一项研究中,研究人员分析了760 多个可能与抗药性有关的蚊子基因,发现抗药性昆虫解毒酶活性的增加,是由编码这些酶的基因副本的增加而引起。

  根据WHO 关于蚊子等疟疾媒介中杀虫剂抗药性的一份全球报告,已经有 68 个国家报告蚊子对至少一种杀虫剂形成了抗药性,其中更有 57 个国家的蚊子可抵抗两种或更多种杀虫剂。

  即便如此,截至2019 年 2 月,只有 40 个国家按照 WHO 报告的建议完成了杀虫剂抗药性监测和管理计划,这使得 WHO 表示,他们对该问题的严重程度的理解还不够完整。

  全球抗击疟疾的重点是应用杀虫剂及分发经杀虫剂处理的蚊帐,但杀虫剂抗药性使这些“武器”受到高度质疑。

  对于经杀虫剂(拟除虫菊酯)处理的蚊帐,在5 个国家开展的一项为期五年的评估发现,在所有接受检测的地区,蚊子都对拟除虫菊酯具有抗药性,但使用蚊帐的地区的疟疾感染率,仍明显低于未使用蚊帐的地区。

  WHO 指出:“他们将 LLIN(长效杀虫蚊帐)的持续效力归因于蚊帐本身提供的屏障,并且即便在蚊子已经形成拟除虫菊酯抗药性的地区,经过处理的蚊帐依然可能杀死蚊子。”

  一位WHO 科学家表示,抗药性蚊子落在经过处理的蚊帐之后并不会立即死亡,但如果它们试图穿越蚊帐而持续与蚊帐上的杀虫剂接触,那么,更多的接触可能最终会杀死蚊子。但其他一些研究则发现,经过处理和未经处理的蚊帐都具有“显著的预防疟疾的作用”。

  使用杀虫剂和其他农药不仅制造了具有抗药性的害虫,还催生了其他一系列问题,因为这些化学物质并非孤立存在。一旦将其施用到自然环境中,就可能导致Beyond Pesticides 所描述的“营养级联”。

  “除了形成直接毒性以外,杀虫剂还会显著减少动植物数量,改变动植物行为,或破坏动植物种群。这些影响会波及到食物链的上下端,导致所谓的营养级联。营养级联是一个易于理解的示例,可以用来说明生态系统介导的杀虫剂影响。

  他们以有机磷酸酯杀虫剂马拉硫磷为例,马拉硫磷有时用于水生环境以控制蚊子。为达到这个目的,它通常在几周内低剂量地施用。研究人员测试了以这种方式应用以及一次性应用(可能发生于农业径流)这种化学物质给各种浮游生物和蝌蚪带来的影响,并将结果进行了对比。

  两种类型的接触都会造成损害,但持续的低剂量接触带来的影响更为糟糕。Beyond Pesticides 指出,由于接触杀虫剂而导致的水生环境营养级联显示出了生态系统的复杂性,以及杀虫剂带来的广泛影响:

  “在两种情形下,马拉硫磷对浮游动物的影响都会造成营养级联。通过抑制浮游动物的数量,浮游植物便会大量繁殖。自由漂浮的藻类使水变得浑浊,降低了光的穿透性,减少了固着生物的生长。

  固着植物海藻减少,蝌蚪的食物减少,就会导致豹蛙的生长和发育迟缓,这就使得大量豹蛙在它们居住的春季池塘干涸之前无法发生变态(但林蛙通常不受影响)。

  单次施用杀虫剂的围隔生态系统中,浮游动物的数量最终有所恢复,但整个过程耗费了近一个半月。总体而言,单次施用杀虫剂的围隔生态系统中的青蛙比长期接触杀虫剂的贮水池中的青蛙表现稍好,后者经历了持续的破坏状态,浮游动物的数量从未得到恢复。”

  2018 年 1 月,实验室培育的携带沃尔巴克氏细菌的埃及伊蚊被释放到了佛罗里达州南迈阿密。这是迈阿密-戴德郡灭蚊试验项目的第一阶段,目标区域是接受转基因蚊子的一个半平方英里处理区域及市内相应的控制区。

  该项目由迈阿密-戴德县蚊虫控制与栖息地管理司与开发蚊子转基因技术的 MosquitoMate, Inc. 合作开展。

  MosquitoMate 在实验室培育的雄性蚊子感染了沃尔巴克氏细菌,这种细菌自然存在于 60% 的昆虫体内,但埃及伊蚊却没有。当感染沃尔巴克氏细菌的雄性蚊子在野外与雌性蚊子(不携带这种细菌)交配之后,产生的卵就不能孵化,这意味着该地区埃及伊蚊的数量最终应该会减少。

  该项目据说取得了成功,由于虫卵孵化失败,该地区的蚊子数量减少了75%。然而,一旦转基因蚊子被释放(这已经成了定局),就无法阻止它们与野生蚊子混在一起。

  这有助于减少某些病毒的传播(其效果仍有待观察),但也可能造成其他计划以外的未知后果。消灭昆虫对生态系统也有潜在的影响,一旦任何物种被消灭或数量大幅减少,甚至是我们认为是害虫的物种,都可能给生态系统造成影响。

  佛罗里达大学昆虫学家Phil Lounibos 博士指出,虽然蚊子经常被视为令人讨厌的害虫以及传播疟疾等致命疾病的载体,但完全将其清除可能会造成“意料之外的副作用”。据 BBC 新闻报道:

  “[Lounibos] 表示,蚊子大部分以植物花蜜为食,是重要的传粉昆虫。蚊子是鸟类和蝙蝠的食物来源,而蚊子幼虫也是鱼类和青蛙的食物。这可能给上级和下级食物链带来深远的影响。

  他警告人们,‘从公共卫生的角度而言,蚊子可能被一种同样,甚至更加不受欢迎的昆虫所取代’。替换所有蚊子之后,可以想象,疾病必将以比现在更快的速度传播到更多地区。”

  怎么防止蚊子叮咬呢?虽然您也可以采取合理的预防措施来避免避免蚊虫叮咬,但远离蚊虫绝对是需要考虑的事情。如果您知道自己要前往很可能出现蚊虫的户外环境,请穿着长袖衣和长裤,如果有必要,还应使用天然的驱蚊剂(而非合成的含有化学物质的版本),比如肉桂叶精油、香茅精油或薄荷油。

  夏天家里蚊子多,如果在家中的后院也有蚊子出没,当您待在室外时,可利用室内风扇来远离蚊子的骚扰,或者,您也可以巧妙地种植一些金盏花,这种植物似乎能够驱逐蚊虫。

  家里蚊子多很大一方面是卫生原因。排干死水,包括宠物碗、水槽、垃圾箱和回收垃圾箱、备用轮胎、鸟浴和儿童玩具中的积水,这也是驱赶蚊虫的重要方法。有水的地方就会有蚊子繁殖,因此,如果您排干了所有死水,就可以消灭很多蚊子。最后,您也可以尝试安装蝙蝠屋,因为蚊子是它们最喜欢的食物之一。返回搜狐,查看更多一码中特马


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