蚊子,屬于昆蟲綱雙翅目蚊科,全球約有3000種,是一種具有刺吸式口器的纖小飛蟲,通常雌性以血液作為食物,而雄性則吸食植物的汁液。吸血的雌蚊是登革熱、瘧疾、黃熱病、絲蟲病、日本腦炎等其他病原體的中間寄主,每年向5億多人傳播80多種疾病,直接導致200萬-300萬人死亡,是人類健康的“殺手”之一。人類與蚊子之間的戰(zhàn)爭,從來就沒有停止過,無論是物理滅蚊、化學滅蚊,每一次都是蚊子勝出。近年來,全世界科學家都在努力研究轉(zhuǎn)基因蚊子,希望能從生物方面人手,來降低其對人類的危害。
最開始,科學家們嘗試的是最簡單的基因改變,把蚊子的眼睛改成紅色。但就這小小一步,花了將近上千次試驗,仍然無法完成,原因是當時使用的0轉(zhuǎn)位子(即讓一組DNA組織成一個器官的染色體)無法適合蚊子的基因改變。直到20世紀90年代中期,美國馬里蘭州大學的遺傳學家奧布勞克塔從家蠅體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了另一種轉(zhuǎn)位子,才使蚊子的基因改變研究取得重大突破。
2000年,英國帝國理工學院的科學家培育出一批轉(zhuǎn)基因蚊子。這種蚊子與自然界野蚊子的不同之處在于,它們因為轉(zhuǎn)基因會在唾腺中分泌抗體,不讓瘧原蟲進入,就不會感染瘧疾,所以也就不會成為這種傳染病的載體。如果將其放歸大自然的話,繁殖能力極強的它們將很快取代自然界的野蚊子,徹底消滅瘧疾的傳染源。
在岡果比亞的投放實驗證明,轉(zhuǎn)基因蚊子能成功避免瘧疾的病原體,在當?shù)厝〉昧溯^好的效果。但是,卻出現(xiàn)了另一個問題,實驗會在一定程度上傷害轉(zhuǎn)基因蚊子自身,使其弱化。第一代轉(zhuǎn)基因蚊子不如它們的野生近親強壯,很難與野生同性蚊子競爭,因而無法完成交配,實驗只得宣告失敗。
科學家們并沒有放棄,繼續(xù)投身到轉(zhuǎn)基因蚊子的研究之中,希望能夠培育出不帶病體又能成功繁育后代的蚊子來。在這個過程中,非洲大地爆發(fā)了登革熱,該病一直沒有有效的疫苗和治療方法,傳播的主要禍手也是蚊子。經(jīng)過大量的探索,科學家終于研制出不攜帶登革熱病毒的蚊子來。在實驗中,這種轉(zhuǎn)基因蚊子對登革熱病毒產(chǎn)生了抗體,沒有絲毫的攜帶,而且也強化了上次抗瘧蚊子自身太弱的問題。在開曼群島一個25英畝的區(qū)域內(nèi),科學家投放了19000只轉(zhuǎn)基因蚊子。根據(jù)從捕蟲網(wǎng)上采集到的數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)基因蚊子成功預防了疾病,超過半數(shù)能夠與野生蚊子交配繁育,而二代蚊子也正如科學家預測的一樣,可以抵抗登革熱病毒。
此消息一出,舉世震驚,人們驚呼這一偉大的研究,贊揚是挽救無數(shù)生命的“天使研究”。但隨著觀察的深入,副作用隨之而來:以蚊子為食物的青蛙等動物,在吃食了轉(zhuǎn)基因蚊子后,開始變異,體內(nèi)的免疫力大幅病變下降,大規(guī)模死亡。
科學家們不得不中止繼續(xù)投放轉(zhuǎn)基因蚊子的行動。而針對前兩次實驗的結(jié)果,一個新的問題擺在他們的面前:蚊子傳染的病毒有80多種,不能單一研究針對某種病毒的轉(zhuǎn)基因蚊子,比如不傳染瘧疾的蚊子但會傳染登革熱,不會攜帶登革熱病毒的蚊子又會傳染其他病毒。3000種蚊子,80種病毒,怎么去研究?
最后,美國的科學家提出一個方案來:關(guān)注如何讓蚊子繁育率低或者直接讓蚊子不生殖,才是問題的關(guān)鍵。
這一觀點通過美國《國家科學院學報》發(fā)表出來,得到了全世界科學家的認同。從此,大家開始在減少蚊子繁殖上下功夫。
不久后,英國科學家便研究出一種“無翅蚊子”。它是將雄蚊的基因進行重組,使蚊子翅膀肌肉組織的生長中斷,再將這種經(jīng)過基因重組的蚊子放到野外與雌蚊交配。這樣,產(chǎn)下的后代中雌性幼體將不再有翅膀,不久即死亡;而后代中雄性幼體的翅膀則不受影響,仍可攜帶相同基因繼續(xù)繁殖。
隨后,美國的研究也有了結(jié)果。他們把蚊子幼蟲的綠色熒光蛋白增強,放到?jīng)]有四環(huán)素保護的野外,在與野蚊子交配后,雌性便沒有了任何生殖能力,因此不會再有后代,從而逐步走向滅亡。
這項研究依然并非萬無一失,因為如果在全世界投入大量轉(zhuǎn)基因蚊子,那么蚊子將慢慢減少,直到完全滅絕。這樣,生物鏈又會出現(xiàn)問題,由此極有可能會帶來更嚴重和廣泛的生態(tài)后果。一個完整的生態(tài)系統(tǒng)包括生產(chǎn)者、消費者、分解者,以及他們生存的環(huán)境,缺少任何一樣都會使整個生態(tài)系統(tǒng)癱瘓。比如蚊子滅絕了,對捕食蚊子的昆蟲以及捕食昆蟲的動物來說都是一場災難,甚至進而會影響到人類所食用的肉類等。另外,少了蚊子的病毒侵害,自然中一些大型動物會過度繁殖,整個生物鏈都會受到影響而失去平衡。所以,這一項實驗,只能說是在實驗室取得了成功,并沒有推廣的意義。
2012年,科學家們又提出了新的構(gòu)想:采取一系列措施,讓蚊子喪失傳染疾病的能力,這樣既保證了生態(tài)的平衡,又避免了傳染疾病的途徑。具體計劃是:通過基因改變,讓蚊子提高產(chǎn)生免疫抗體的能力,從而能夠識別多種病原體并把它們消滅,然后在野生蚊子中放養(yǎng),通過種族優(yōu)勢,繁殖轉(zhuǎn)基因蚊子,淘汰有害的蚊