讓害蟲交配行爲致命，控制疾病傳播與危害農作物

昆蟲的危害可遠不止破壞野餐這麼簡單。有些昆蟲會傳播毀滅性的疾病，而另一些則會給農業造成驚人的經濟損失。爲了控制其中一些害蟲，科學家們正在培育雄性昆蟲，讓交配成爲致命行爲。

利害關係重大。蚊子攜帶登革熱、西尼羅河和寨卡等病毒，以及引發瘧疾的寄生蟲。研究人員估計，蚊子累計導致了520億人的死亡——幾乎佔有史以來的人類總數的一半。

其他昆蟲會給農作物造成重大損害，危及糧食供應，還會擡高物價。根據聯合國糧食及農業組織的數據，全球每年有20%到40%的農作物產量因害蟲而損失，損失金額達700億美元。

殺蟲劑一直是抵禦昆蟲的一線防禦手段，但許多昆蟲已經進化出對這些化學物質的抗性。有些殺蟲劑會不加選擇地殺死益蟲，危害環境並危及人類和動物的健康。一些研究人員擔心某些殺蟲劑會致癌或對人類的神經和內分泌系統造成損害。

我是一名研究傳染病的微生物學研究人員。新的解決方案既能控制攜帶疾病的昆蟲和農業害蟲，又不危害人類和環境，這樣能減少感染危險疾病的人數。在過去幾年裡，各種基因工程方法已經成爲對抗問題昆蟲的有前景的策略。

爲了避免殺蟲劑帶來的問題，科學家們想出了新辦法，對昆蟲本身進行基因改造，讓它們的種羣數量銳減或者無法傳播疾病，這一策略被稱爲基因生物防治。

用投放不育雄性昆蟲的辦法來抑制昆蟲種羣數量，這想法都有好幾十年了。自20世紀50年代以來，科學家們一直在利用輻射來製造不育雄性蚊子。這些不育的雄蚊子跟雌蚊子交配，但是產不了後代。雌蚊子搞了好多回沒成果的交配，總體的種羣數量就往往下降了。

在過去的二十年裡，基因工程已被用於將顯性致死基因引入昆蟲種羣。這種方法裡，轉基因雄昆蟲的後代會遺傳一種基因，沒到生育年齡就被這基因給弄死了。在巴西搞的一次田間試驗發現，這種策略使目標蚊子種羣數量減少了多達95%。還有一種快出現的方法，就是把經過基因改造的、不咋能攜帶病原體（能引發疾病的病原體）的昆蟲放出來。

雖然有這些進步，可現在基因生物防治方法有個大毛病，就是太費時間。種羣抑制開始前，起碼得生出一代昆蟲來。這就是說，雌昆蟲沒自然死亡之前，還會接着當疾病傳播的媒介或者農業害蟲。有一種理想的技術，應該能馬上讓雌昆蟲沒危害，特別是疾病爆發的時候。

澳大利亞麥考瑞大學的生物學家塞繆爾·比奇和馬切伊·馬塞爾科試圖通過對雄性昆蟲進行基因工程改造以使其產生有毒精液來解決這一難題。有毒精液將迅速殺死雌性昆蟲，從而比以前的生物防治方法更快地減少種羣數量。

爲了驗證這個想法，這個團隊用了一種叫黑腹果蠅的果蠅，這種果蠅好進行基因改造，在實驗室裡也好研究。

研究人員將巴西流浪蜘蛛（Phoneutria nigriventer）和地中海蛇鎖海葵（Anemonia sulcata）的毒液基因轉入果蠅的基因組。

這種轉基因果蠅會在自己的雄性附腺（就相當於果蠅的前列腺）裡產生和儲存毒液蛋白以及其他精液蛋白。交配時，果蠅將有毒精液注入雌性生殖道。研究人員將這種方法命名爲“毒雄技術”。

交配後，精液毒素滲入雌性體內並攻擊其中樞神經系統。這些毒素與細胞膜上被稱爲“離子通道”的蛋白質結合，神經細胞利用離子通道相互交流。這會迅速導致麻痹和呼吸驟停。可以這麼說，這些經過基因改造的“羅密歐”那可真是會讓雌性“喘不過氣來”呢。

和有毒雄性交配過的雌性果蠅，壽命縮短了，最多能縮短64%呢。對傳播多種病毒的埃及伊蚊（Aedes aegypti）進行毒雄技術計算機模擬後預測，這種方法可能比現有的方法更有效。

雖然毒雄技術很有前景且具有創新性，但開發該技術的研究人員需要克服一些重要挑戰。例如，該技術僅在果蠅身上被證明有效。它是否對蚊子或其他害蟲有效仍是個未解決的問題。

此外，該技術僅使雌性的壽命縮短37% - 64%。爲了提高殺滅率，研究人員表示，其他毒液配方可能效果更好。研究人員可以嘗試蜘蛛、蛇、蠍子和蜈蚣的數千種毒液基因（點擊查看）。他們嘗試的每一種新毒液都需要進行測試，以確保經過改造的雄性能夠耐受（這些毒液）——如果它們變得虛弱，未經改造的雄性可能會在爭奪交配機會時勝過它們。

與所有基因生物防治方法一樣，對於低收入國家來說，這項技術可能因成本過高而難以實施（此處超鏈接相關內容未翻譯，可補充合適表述）。各國需要爲安全培育和投放蚊子的成本提供資金。

昆蟲還爲植物授粉，並且是其他動物（如蝙蝠）的食物來源（此處超鏈接相關內容未翻譯，可補充合適表述）。如果這些昆蟲消失，生態系統可能會面臨不可預見的不利影響。監測這些對環境的潛在影響也將耗資巨大。

其他研究人員正在試驗利用毒液毒素來控制雌性昆蟲通過叮咬傳播的寄生蟲。這種技術被稱爲副轉基因技術（此處超鏈接相關內容未翻譯，可補充合適表述），它改變昆蟲的腸道細菌以產生一種毒素來殺死寄生蟲，而昆蟲本身不受傷害。由於昆蟲種羣沒有改變，副轉基因技術對生態系統的風險可能較小。

昆蟲往往能迅速適應人類用於控制它們的方法，所以擁有多種可供使用的策略是有利的。終有一日，毒雄技術可能會成爲抗擊害蟲的武器庫中的一種新型利器。