看小蚊子如何改變?nèi)祟?/h1>
2020-03-04 11:30:13白樸
科學之謎 2020年12期
白樸
每當天氣開始變熱時，人們的身邊就會出現(xiàn)一種如影隨形的小生命——蚊子。蚊子個頭雖小，戰(zhàn)斗力卻不弱，而且它的歷史比人類還長得多，我們和它們之間有著源遠流長的“恩怨情仇”。且看蚊子如何塑造了人類歷史。
蚊子加速基因突變
蚊子之所以招人記恨，不僅因為它吸血后給我們留下的又疼又癢的“紅包”，更是因為它在吸血的過程中會給人類帶來病菌，讓我們患上許多頑疾，瘧疾就是其中一種。根據(jù)世衛(wèi)組織統(tǒng)計，時至今日，每年患上瘧疾的仍有2億多人，更有幾十萬人因瘧疾而喪命。其中，生活在缺醫(yī)少藥的非洲地區(qū)的人們更是深受其害。為了應對瘧疾，他們還發(fā)生了一些基因突變。
我們知道，血型是根據(jù)紅細胞上的抗原和血液中的抗體類型不同而劃分的，除了常見的ABO血型系統(tǒng)外，還有其他的一些血型系統(tǒng)，比如達菲血型系統(tǒng)。而這種血液抗體的出現(xiàn)，正與蚊子傳播的瘧疾有關(guān)。
瘧疾是由瘧原蟲引起的傳染性疾病。瘧原蟲侵入人體以后，首先在肝細胞內(nèi)發(fā)育繁殖，生出幼蟲后就會侵入到紅細胞內(nèi)，使紅細胞破裂并粘連，引發(fā)廣泛的微血管炎癥，導致患者反復地出現(xiàn)高熱、寒戰(zhàn)等癥狀。而瘧原蟲想入侵紅細胞，需要一種抗原的幫助，我們稱之為趨化因子受體（DARC）。如果DARC不存在的話，瘧原蟲就會因失去寄主而被人體的免疫系統(tǒng)殺死。
達菲陰性血型正是為阻擋瘧原蟲而出現(xiàn)的。擁有達菲陰性血的人發(fā)生了一種基因突變，讓紅細胞不再表達DARC，這樣人體內(nèi)的紅細胞就不會再被瘧原蟲感染。血型統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，與其他地區(qū)的人類相比，達菲陰性血在非洲黑人中出現(xiàn)的比率要高得多。這也許就是他們?yōu)榱说挚汞懠捕l(fā)生的基因突變。
不過，達菲陰性血的存在也有其弊端，最明顯的一點就是由于其稀有性，在輸血時很可能找不到合適的供體。另外，DARC的正常表達起著調(diào)控白細胞運動的重要作用，沒有了DARC，會嚴重影響炎癥反應的消除。
除了達菲陰性血，紅細胞的一種變形——鐮狀細胞的出現(xiàn)也與瘧疾的存在有關(guān)。正常的紅細胞是兩面凹的圓盤狀，而鐮狀細胞則呈現(xiàn)皺巴巴的鐮刀狀。鐮狀細胞對瘧原蟲也很“不友好”，不僅影響瘧原蟲消化血紅蛋白的能力，還會裹挾著瘧原蟲前往“地獄”——免疫器官脾臟，讓脾臟將之清理掉。鐮狀細胞常常出現(xiàn)在生活于瘧疾的高發(fā)地的人們體內(nèi)，比如肯尼亞等非洲國家的國民?？梢哉f，鐮狀細胞也是為了對抗瘧原蟲的攻擊而出現(xiàn)的。
鐮狀細胞同樣也有其弊端，它們很容易黏在一起堵塞血管，且運氧能力也大大下降，使人們患上先天性貧血。
蚊子改變戰(zhàn)爭結(jié)局
蚊子不僅改變了人類個體，甚至連群體活動——戰(zhàn)爭的結(jié)局也可以操縱。
埃及伊蚊是一種挑食的蚊子，它極其偏愛人類血液，并常在人類聚集區(qū)活動，與在河水中產(chǎn)卵的同伴相比，埃及伊蚊更傾向在水壺、水桶、水井和罐頭等人類常用的水容器中產(chǎn)卵。埃及伊蚊分布很廣，在非洲、中南美洲、澳洲和東南亞地區(qū)都有滋生，不過在歐洲卻幾乎找不到它的身影。埃及伊蚊的“親人”特性和分布特點使它成為了疾病的高效傳播者，并因此獲得了戰(zhàn)爭的“指揮權(quán)”。
17世紀，英國、荷蘭、法國和葡萄牙為爭奪南美洲北部的圭亞那地區(qū)，相互大打出手。不料，初來乍到的歐洲人遇到的第一個“滑鐵盧”不是來自相互之間的敵人，而是當?shù)氐奈米印?p>
瘧原蟲的一生
法屬圭亞那地區(qū)屬于熱帶雨林氣候，伊蚊常年與人類相伴，而從來沒有遭遇過如此“親人”的蚊子的歐洲人對此警惕性不高，也不知道蚊子是傳播疾病的一把“好手”，對蚊子傳播的疾病毫無免疫力，等到黃熱病和瘧疾等疾病在士兵中廣泛傳播后，藥物很快就供應不足了。一年半后，絕大多數(shù)的新兵都因黃熱病死去。由于相似的原因，法屬圭亞那的殖民權(quán)在各國間數(shù)度換手，久決不下，幾十年后的1815年，互相爭搶的各國才協(xié)商達成一致，歸法國所有。
就連美國的獨立也有蚊子的“功勞”。1780年，蚊子遍地、瘧疾橫行的南方殖民地成為了美國獨立戰(zhàn)爭的最終戰(zhàn)區(qū)。美國民兵和很多大陸軍都是在南方長大，每年夏天都要應對瘧疾，可謂是經(jīng)驗豐富。與之相反，宗主國的英國軍隊卻完全沒有對抗瘧疾的經(jīng)驗，經(jīng)常有半數(shù)英國軍人病得走不動道兒，因此在戰(zhàn)爭中逐漸失去了優(yōu)勢?？梢哉f，蚊子和瘧疾在美國的獨立戰(zhàn)爭中“功不可沒”。
蚊子保護熱帶雨林
蚊子傳播疾病也不是只有壞處，有時候它甚至成為了“環(huán)保大使”，阻擋了人類破壞森林的腳步。
位于炎熱赤道的熱帶雨林，人類很少涉足，因為那里聚集了地球上比其他任何地方都多的生物種類，除了毒蛇猛獸外，還有蚊子這樣的小生物。在雨林中，蚊子的威力甚至遠大于猛獸。據(jù)史料記載，由于蚊子的存在，抗日戰(zhàn)爭時期中國赴緬遠征軍在雨林中的死亡人數(shù)甚至多于在戰(zhàn)爭中的陣亡人數(shù)。
抗戰(zhàn)時期，為了支援在東南亞作戰(zhàn)的國際盟友和保證滇緬公路的暢通，中國組織了一支遠征軍，南下深入到緬甸境內(nèi)作戰(zhàn)。1942年5月，中國遠征軍失利，失去了滇緬公路和對外港口的控制權(quán)，如不及時撤退，就有可能給日本人一網(wǎng)打盡。迫于無奈，約4萬遠征軍戰(zhàn)士選擇穿越緬甸北方的野人山，退回到中國云南省。
沒想到的是，原始叢林中的蚊子如影隨形無處不在，個大又兇猛，它們常年見不到活人，看到士兵后幾乎是蜂擁而上，在人身上一叮就是拇指大的包。更糟糕的是，被蚊子叮咬后許多人發(fā)高燒而昏迷不醒，昏迷的人不僅很難得到充足的藥物，還淪為螞蝗和螞蟻等昆蟲的“獵物”，數(shù)小時內(nèi)就變?yōu)榱税坠恰＞瓦@樣，許多遠征軍戰(zhàn)士長眠在了異國他鄉(xiāng)。
連強壯的戰(zhàn)士都抵擋不住雨林中的蚊子，更遑論普通人？最初，曾有許多人為了一己私利，想要大舉入侵熱帶雨林，但是能傳播多種疾病的蚊子讓他們望而卻步。可以這么說，正是蚊子將利欲熏心、意圖染指雨林的人類阻擋在外，保護了雨林中許許多多的生物，這才保留了地球上最后一片原始之地！
小小的蚊子，原來有著這樣巨大的力量。
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蚊子加速基因突變
蚊子之所以招人記恨，不僅因為它吸血后給我們留下的又疼又癢的“紅包”，更是因為它在吸血的過程中會給人類帶來病菌，讓我們患上許多頑疾，瘧疾就是其中一種。根據(jù)世衛(wèi)組織統(tǒng)計，時至今日，每年患上瘧疾的仍有2億多人，更有幾十萬人因瘧疾而喪命。其中，生活在缺醫(yī)少藥的非洲地區(qū)的人們更是深受其害。為了應對瘧疾，他們還發(fā)生了一些基因突變。
我們知道，血型是根據(jù)紅細胞上的抗原和血液中的抗體類型不同而劃分的，除了常見的ABO血型系統(tǒng)外，還有其他的一些血型系統(tǒng)，比如達菲血型系統(tǒng)。而這種血液抗體的出現(xiàn)，正與蚊子傳播的瘧疾有關(guān)。
瘧疾是由瘧原蟲引起的傳染性疾病。瘧原蟲侵入人體以后，首先在肝細胞內(nèi)發(fā)育繁殖，生出幼蟲后就會侵入到紅細胞內(nèi)，使紅細胞破裂并粘連，引發(fā)廣泛的微血管炎癥，導致患者反復地出現(xiàn)高熱、寒戰(zhàn)等癥狀。而瘧原蟲想入侵紅細胞，需要一種抗原的幫助，我們稱之為趨化因子受體（DARC）。如果DARC不存在的話，瘧原蟲就會因失去寄主而被人體的免疫系統(tǒng)殺死。
達菲陰性血型正是為阻擋瘧原蟲而出現(xiàn)的。擁有達菲陰性血的人發(fā)生了一種基因突變，讓紅細胞不再表達DARC，這樣人體內(nèi)的紅細胞就不會再被瘧原蟲感染。血型統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，與其他地區(qū)的人類相比，達菲陰性血在非洲黑人中出現(xiàn)的比率要高得多。這也許就是他們?yōu)榱说挚汞懠捕l(fā)生的基因突變。
不過，達菲陰性血的存在也有其弊端，最明顯的一點就是由于其稀有性，在輸血時很可能找不到合適的供體。另外，DARC的正常表達起著調(diào)控白細胞運動的重要作用，沒有了DARC，會嚴重影響炎癥反應的消除。
除了達菲陰性血，紅細胞的一種變形——鐮狀細胞的出現(xiàn)也與瘧疾的存在有關(guān)。正常的紅細胞是兩面凹的圓盤狀，而鐮狀細胞則呈現(xiàn)皺巴巴的鐮刀狀。鐮狀細胞對瘧原蟲也很“不友好”，不僅影響瘧原蟲消化血紅蛋白的能力，還會裹挾著瘧原蟲前往“地獄”——免疫器官脾臟，讓脾臟將之清理掉。鐮狀細胞常常出現(xiàn)在生活于瘧疾的高發(fā)地的人們體內(nèi)，比如肯尼亞等非洲國家的國民?？梢哉f，鐮狀細胞也是為了對抗瘧原蟲的攻擊而出現(xiàn)的。
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