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《科学大众》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

创办于1937年,是我国创刊最早、影响最大的科普刊物之一。现由江苏省科技厅主管、江苏省科协主办。70多年来,杂志秉承“科学大众化、大众科学化”的宗旨,矢志不渝地为提高中华民族特别是青少年科学素质服务,影响了一代又一代中国人,得到了毛泽东、周恩来等党和国家领导人的肯定。

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“人蚊大战”何时了

2008-12-23 23:19:34

  如果有一种昆虫让你恨之入骨,欲除之而后快,那可能非蚊子莫属了。每到夏天,蚊子给我们的生活学习带来了无尽的烦恼。它在我们的耳边营营嗡嗡,死缠烂打,时不时地叮咬我们几口,让我们奇痒难忍;它们飞来飞去传播病毒,给我们带来疟疾、登革热、黄热病、西尼罗河热等致命疾病。

  你知道,世界上每年都有5亿多人因蚊子叮咬而感染疟疾,其中有300多万人因此而丧命,而且大多数是5岁以下的非洲儿童。地球上每17个死亡者中就有1人是因为蚊子传播的疾病而死。一只疟蚊可传染100多人。

  100多年来,一批批才华卓著的害虫防治科学家组成浩浩荡荡的灭蚊大军,用他们足智多谋的脑袋想尽各种招数,向长不过1厘米左右的敌人——蚊子发起全球性歼灭战。然而,时至今日,由蚊子造成的死亡率一直居高不下,人类对它们仍然无可奈何。

  前世与今生

  蚊子究竟在何时出现于地球?没有人知道,但可以肯定的是,它们的进化历史比人类存在的历史要长。那时的地球还是一个闷热的“温室”,巨大的蜥蜴大摇大摆地来回梭巡,对像蚊子这样小不点儿的昆虫来说,生存下来的希望似乎很渺茫。然而在漫长的进化过程中,蚊子表现出了极强的生存能力。昆虫学家对保存在琥珀中的亿万年前的蚊子化石进行研究后发现,它们的口器极其坚利,足以刺穿恐龙的皮肤。


琥珀中的化石显示,亿万年前的蚊子可以刺穿恐龙的皮肤

  一些蚊子袭击事件足以令人谈“蚊”色变。有报告说,被蚊子追逐的动物最后往往都会力竭而死。有文字记载,小小的蚊子曾杀死过身高体大的牛。它们云集在牛的口鼻处,如果数量足够多的话,足以让牛窒息。蚊子的嗅觉极其敏锐,50米开外就能闻到人的气息,一些野外探险工作者有时会被蚊子追逐得几乎发疯。

  蚊子以人为攻击目标的历史其实不是很长。5 000年前,在人类居住地相当分散的时候,蚊子主要以叮咬鹿群和牛群为生。但是,随着人类数量在最近几千年里猛增,居住地人口日益密集,人类制造罐子用于存水,人类开渠挖沟……这些都为蚊子提供了更多的孳生地。蚊子需要在水里产卵,自然它们就跟踪人类而来。

  与此同时,一些致命的病原体也附在蚊子身上“搭乘便车”,它们渗透到蚊子的唾液腺体中,在蚊子的体内生长繁殖,所到之处,就将疾病在各种物种之间传播开来。1999年夏天,纽约的一些医院里突然增加了许多神秘死亡的病人。起初这些病人被怀疑患了脑炎,其症状包括发烧、昏迷、局部瘫痪等。到9月份,美国疾病控制中心确定,病原体为西尼罗河病毒。这些曾经只在鸟类之间传播的病毒,因为蚊子而在人类中间安家落户。

  在南美洲,人类砍伐雨林的行为使得原先生活在阳光充足的雨林蚊子向森林地面转移,然后以叮咬人的脚踝为乐事。在非洲,人类的拦河筑坝行为使得疟疾和裂谷热以更快的速度在人群中传播。

  有趣的发现

  为了战胜小小的蚊子,科学家花费了大量时间来观察它们的习性,他们努力去了解蚊子为什么会携带病毒,怎么传播疾病。一些在疟疾横行地区工作的科技工作者发现一件有趣的事情:有的人家里会吸引许多蚊子,有的人家里却没有一只蚊子。研究发现,这种现象部分原因和地势有关,房子越靠近沼泽地,蚊子活动越猖獗,家里蚊子就多。但这不是全部的原因,还和住在里面的人有关。据研究,大约有20%的人会吸引80%的蚊子。如果你觉得自己在一群人里面是最容易招蚊子的,那么你差不多就是那20%里面的人了。

  其实,早在上世纪20年代,昆虫研究人员就已经了解到人与动物呼出的二氧化碳对蚊子有吸引作用。1968年,研究人员又发现汗液中的乳酸能吸引蚊子。但是,即使把这两种物质单独使用或混合使用都没有人的手臂对蚊子的吸引力大,这证明一定还有其他的物质是蚊子的引诱剂。但是很长时间,受科技手段限制,人们一直无法对汗液中其他少量的物质进行分离和鉴定。随着微量分析鉴定技术的迅速发展,直到1999年,研究人员采取用手掌揉擦小玻璃珠的方法取样,用气相色谱-质谱分析鉴定汗液中的成分。2000年,又进行了一次补充分析。在两次分析中共鉴定出303种化合物。为了试验这303种化合物对蚊子的吸引作用,科学家设计出一种专用的气味测量装置来进行实验研究。

  经过对汗液挥发物成分与含量进行大量的组合匹配试验,他们发现乳酸、丙酮和二甲基二硫醚的混合物对蚊子有特别强的吸引作用。根据研究,大多数人身上排出的代谢物成分基本上是相同的,但每种化合物的量则因人而异,变化很大。这也就说明了为什么蚊子在叮咬人时有不同的喜好。丙酮是人体代谢脂肪时产生的成分。二甲基二硫醚是细菌分解蛋白质时产生的成分。当把这3种成分单独使用时,它们对蚊子只具有中等的吸引作用。例如,乳酸只能吸引不到20%的蚊子;与丙桐混合就能吸引80%的蚊子。在二元混合物中再加入二甲基二硫醚这一成分后,一些人对蚊子的吸引力就变得更大。这是在人工配制的引诱剂实验中发现的第一个成功的例子。


蚊子的幼虫孑孓,身体半透明,以水中有机物为食

  人蚊之战

  蚊子的嗡嗡声并非是有意给我们制造噪声,那是它们的求偶声。蚊子通过快速振翅发出的这种音调极高的恼人声音,每秒钟振动高达500次。只有雌性蚊子才会叮人,因为它们每隔三四天得吸一次血,以取得制造卵子所需的蛋白质。而且在数千种蚊子中,只有少数几种蚊子是以人类血液为食的。大多数蚊子都以花蜜或其他来源的糖分为食。雌蚊无法张口,所以不会在皮肤上“咬”一口,它其实是用6枝针状的构造刺进人的皮肤,这些短针就是蚊子摄食用口器的中心。这些短针吸人血液的功用就像抽血用的针一样;蚊子还会放出含有抗凝血剂的唾液来防止血液凝结,这样它就能够安稳地大快朵颐—番。当蚊子吃饱喝足、飘然离去时,留下的就是一个痒痒的肿包。雌蚊在食人血之前,也许会在人的皮肤上“侦察”多达20余次,以寻找某条小血管作为它的攻击目标。

  雌蚊常利用动物的体热来搜寻目标,这就是为什么人的脚踝和足部较常被蚊子叮的原因,因为这些部位的血管比较接近体表面,所以释出的体热较多。当一群蚊子袭击你时,拼命挥动手臂驱赶,那样只会吸引更多的蚊子来叮咬你。因为蚊子正是巧妙地利用人体的移动、身体热量以及体味等来确定目标进行袭击的。

  疟疾每年仍然会夺走数百万人的生命。虽然喷洒杀虫剂和派发特制蚊帐这类技术含量不高的方法,都可以降低感染率,但贫穷国家还是无力承担这笔开销,那里仍是疟疾致死病例最多的地方。

  蚊子几乎适应了地球上任何气候环境。有的蚊卵可以在撒哈拉沙漠的干旱环境中存活几十年,直到短暂的降雨到来时不失时机地孵化为成虫。蚊子能很快适应新的生存威胁,即使是专杀害虫的DDT,后来对蚊子也失去了原有的威慑力量。在非洲、亚洲和南美洲,能引发疟疾的病原体都渐渐产生了抗药性,抗疟疾的特效药以及其他预防药物也都渐次失去效力。

  近年来,人们开始实施一种新的策略:尝试给蚊子“治病”而不是设法去消灭它们。就是尝试用某种抗疟疾药物投放到野外去“喂”蚊子,对蚊子进行预防性“治疗”。无论这些方法能否奏效,在用遗传学的方法干预一种复杂的生态系统的过程中,也许会有许多环节被疏漏,也许会让事情变得更糟。有科学家指出,减少能够传染疟疾的蚊子数量,在短期内看是好事,但也是危险的事,因为这会使人们失去在很长时期内形成的免疫力,一旦传染疟疾蚊子的数量发生反弹。死于疟疾的人数将会急剧上升。

  另外,有的科学家打算通过“基因改造”创造一种新的蚊子品种,这种蚊子不会一闻到人的气息就垂涎欲滴;有的科学家考虑用某种真菌去感染蚊子,以破坏它们的大脑;有的科学家想制造一种有加热器的机器人,给它穿上人的衣服,然后放在树林里诱杀蚊子。另外,还有科学家建立了蚊子饲养厂,每天“生产”数百万只丧失生育能力的雄蚊,然后运到苏丹北部释放,让不育的蚊子数量超过有繁殖能力的蚊子,这样就可以大大减少蚊子的数量。总之,尽管招数不断翻新,也耗去了成百上千杰出科学家的无数时间以及数百万美元的财力。但是至今,在这场“人蚊之战”中,人类仍然处于下风。不过人们相信,总有一天,会有一种科学办法可以一劳永逸地结束这场大战,人类最终会战胜蚊子,毕竟人要比蚊子聪明得多。

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