奇怪的细菌:让蚊子绝育 让黄蜂变性!总算明白了
简介:蚊子工厂这两年频繁出现在我们的视野,这些工厂培育出数以亿计的蚊子,并在野外释放。 目前世界最大的蚊子工厂在广东 那里每周能够培育1000万只特殊的雄性蚊子。 图:广东蚊子工厂培育蚊子的资料图之所以要人为培育这些蚊子,是为了减少野生蚊子或者减少野生蚊子制造的疾病。 目前培育蚊子防控主要有两种思路,一种是培育出能够阻断登革热等蚊媒传染
蚊子工厂这两年频繁出现在我们的视野,这些工厂培育出数以亿计的蚊子,并在野外释放。
目前世界最大的蚊子工厂在广东 那里每周能够培育1000万只特殊的雄性蚊子。
图:广东蚊子工厂培育蚊子的资料图之所以要人为培育这些蚊子,是为了减少野生蚊子或者减少野生蚊子制造的疾病。
目前培育蚊子防控主要有两种思路,一种是培育出能够阻断登革热等蚊媒传染病的蚊子,让它们去感染野生的蚊子,另一种思路是培育出能够让野生蚊子不育的蚊子 广州的蚊子工厂就是属于这种。
这两种思路都需要应用到一种蚊子的共生菌 沃尔巴克氏菌。
所谓培育正是让这种细菌感染培育的蚊子,然后让培育的蚊子去影响野外种群。
沃尔巴克氏菌指的是沃尔巴克氏体属的细菌,这个类群是世界上分布最为广泛的共生菌,因为它们搭上了庞大的节肢动物的便车,它们生活在大部分节肢动物的细胞内,显著影响着这些节肢动物的繁殖行为,以及发育状况。
图:昆虫细胞内的沃尔巴克氏体?Scott O Neill虽然科学家非常清楚,共生体对宿主的影响很大,但是依然会对沃尔巴克氏菌的能力感到震惊,因为它们甚至会想方设法控制宿主的性别。
比如,寄生在赤眼蜂属黄蜂体内的沃尔巴克氏菌,它几乎消灭了所有的雄性黄蜂,让整个种群只剩下雌性,现在这类黄蜂要找到一只雄性都难。
科学家在100年前(1924年)就已经发现了沃尔巴克氏菌的存在,并且发现大部分昆虫被感染(比例在25%-75%之间),然后在大约30年前发现它们能够改变昆虫的性别比例,但是直到最近才稍有一点了解它们是如何做到的。
图:培育蚊子沃尔巴克氏菌受益于雌性沃尔巴克氏菌种类繁多,它们对宿主的影响方式也多样,我们前面提到的它能够控制登革热传播,这是因为科学发现有一种沃尔巴克氏菌具有阻止蚊子携带登革热病毒的能力。
所以,只要培育出携带这种沃尔巴克氏菌的蚊子,并将其释放到野外,让它们去感染野生蚊子就行了,这种方法在印尼已经成功减少当地77%的登革热发病。
不过,这种方法并不会减少蚊子叮咬,相反它可能会增加蚊子叮咬,因为蚊子量增多了,而且因为控制了蚊子病毒,还导致蚊子寿命变长了。
这是一种对生态影响较小,而且又能控制疾病的方法,目前能够控制疟疾的沃尔巴克氏菌也已经被投放。
我们前面提到的另外一种让蚊子不育的思路,则是发现一些被沃尔巴克氏菌感染的蚊子,如果与未感染的蚊子交配,那么未感染的蚊子就会不育,这个被称为胞质不相容。
雌性蚊子通常一生只要交配一次就能一直产卵,而雄性蚊子非常 多情 ,所以这种方法只要培育感染特定沃尔巴克氏菌菌株的雄性蚊子就好了,让它们去祸害更多雌性蚊子。
当然,沃尔巴克氏菌转移的方式也是多样的,它可以在捕食者与猎物之间转移,例如一只节肢动物吃了携带有沃尔巴克氏菌的另外一只节肢动物,它就有可能会被感染。
不过,捕食者与猎物之间的相互作用并不是沃尔巴克氏菌主要的转移方式,因为大部分菌株都难以通过消化系统。
图:赤眼蜂就是一类寄生蜂,它们将卵产在其它昆虫卵内,也帮助沃尔巴克氏菌传播最常见的转移方式是通过寄生虫,对于昆虫而言,寄生蜂在这种方式上扮演重要角色;最佳的转移方式被认为是共享食物,一些菌株可以在特定植物上存活相当长时间,如果两只动物食用了相同食物,沃尔巴克氏菌就会转移。
虽然,沃尔巴克氏菌物理转移的方式有很多,但是对于昆虫而言,它们在感染子代这件事上,只通过雌性,只有雌性的卵细胞能够携带这种细菌,而雄性精细胞不会。
简单地说,沃尔巴克氏菌在传播这件事上受益于种群中雌性群体的增多,这就是为什么它们需要操控宿主性别的原因,而且都是剔除雄性,增加雌性的比例。
我们前面提到的胞质不相容其实也是一种沃尔巴克氏菌促进种群中感染者数量的方式,它们通过这种方法去剔除那些没有被感染的个体。
回到沃尔巴克氏菌控制性别上,不知道你有没有想过,整个种群尽可能减少雄性最极端的方式是什么?答案就是孤雌生殖 不需要雄性参与,雌性自己完成生殖,而且后代百分百都是雌性。
图:大理石纹螯虾-超级克隆体沃尔巴克氏菌会导致宿主孤雌并不是什么秘密,许多研究都证实了这一点,不过有许多学者认为,节肢动物的孤雌生殖能力就是由沃尔巴克氏菌制造的(除了大理石纹螯虾)。
当然,并不是所有节肢动物都走向了孤雌生殖的极端。
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