与最危险的动物同行的人

2021-03-29 01:13徐仁
科学之谜 2021年1期
关键词:疟疾条码蚊子

徐仁

伊冯·林顿在向英国威廉王子展示如何提取蚊子DNA

如果问你,世界上最危险的动物是什么?你一定首先想到的是豺狼虎豹之类的生物,但其实最危险的动物就活跃在我们的周围,它们就是蚊子。曾有数据统计显示,全世界每年因蚊子叮咬而死亡的人数高达72.5万,远多于排名第二的死因为毒蛇咬伤的5万人和第三的狗咬死的2.5万人,更不必提大草原中几乎接触不到人类的虎豹了。

为了解决人类身边的这个大麻烦,一些科学家们挺身而出,其中就包括美国的昆虫学家——伊冯·林顿。

生命条码计划

伊冯·林顿在中东地区长大,在她的记忆中,童年仿佛被昆虫占领了,视线所及满是各种长相怪异的昆虫以及被蚊虫叮咬后染上重病甚至死亡的人们。从那时起,伊冯就下定了决心,她要好好研究昆虫,搞清楚这些昆虫是如何让人们染病的,减少死亡悲剧的发生。在梦想的激励下,伊冯努力学习,最终获得了英国阿伯丁大学的动物学博士学位,现任美国自然历史博物馆蚊子收藏馆的馆长,可谓是世界上最了解蚊子的人了。

多年以来,生物分类学家一直在寻找能够迅速区分不同物种的方法。传统的分类方法主要是鉴别物种外观或者解剖特征,这种方法既费时费力,又可能出现错误。如果物种能像商品一样拥有一个表明自己身份的专属“条形码”,那么物种分类和鉴定工作将更简单和准确。根据这个思路,2003年,加拿大的生物学家保罗·赫伯特提出了物种的“DNA条码”的概念。他提议,将物种线粒体中的一种名叫COI的基因作为给生物分类的专属条码,因为这个基因序列较短且在每个生物种类中独一无二,很适合用于识别物种类别。

以此为标志,全球的生物分类学家组建了“生命条形码联盟”,正式将COI基因作为物种分类的一个重要标准,而伊冯正是其中的“蚊子条码计划”的领导者。该计划打算测定全世界3000多种已知蚊子中的80%。迄今为止,已经有超过250种蚊子的DNA条码被测定了出来。

做最了解蚊子的人

为了进行测定,伊冯走遍了世界各地,目前她已在全球30多个国家或地区进行了野外采集,包括传染病大流行的非洲国家。引发大流行病的蚊子种类是首要的测定目标。每当听说哪里流行登革热或疟疾时,伊冯都会带领团队前往当地采集蚊子。她们通常选择上风区,在清晨和傍晚进行共6个小时的采集工作,用自己的身体作为诱饵,当蚊子靠近人体放松警惕,准备饱餐一顿时,用装有化学药品的瓶子麻醉并收集蚊子。

将收集到的蚊子们带回实验室后,伊冯就会对它们进行DNA测序。伊冯发现,用DNA条形码对蚊子分类确实很有必要,因为有些种类的蚊子外表看上去一模一样,但在进行测序后就发现它们已经出现了多个变种,能携带的病毒类型也出现了不同。她在土耳其采集的按蚊就是一个例子,在采集到的185个标本中,通过测序发现了13个按蚊亚种,其中四个是新发现的亚种,这些亚种身上携带着的西尼罗河病毒也发生了变异。

伊冯团队放飞的捕蚊氦气球

就这样,伊冯花了10年的时间,初步建立了蚊子DNA条码库,不仅将已发现物种的DNA数据录入其中,并且还在不断地发现新种。

让民众更懂蚊子

想要控制蚊子带来的传染病,仅有研究人员了解蚊子是不够的,对普通民众也要进行科普教育,在这方面伊冯也花了不少功夫。

伊冯每次进行户外采集工作至少要采集到上百只蚊子,因为这些蚊子要分成两部分,一部分测定它们的DNA条码,完善蚊子DNA条码库,有利于与其他研究人员分享信息。剩下的蚊子将被制成标本,通过头部、胸部等形态特征进行分类,放在博物馆中向公众展示。在伊冯及其同事的努力下,现在美国的蚊子馆中已有约190万个蚊子标本了。她们还建立了一个蚊子检索网,民众可以在网上看到各类蚊子用于分类的典型部位的高清照片,然后判断蚊子的种类以及了解它可能携带的病菌。

伊冯还常在蚊子馆中开展一些面向公众的科普讲座,给人们讲一些实验中的趣事,比如最近她们在撒哈拉沙漠中放飞了许多个气球,發现撒哈拉沙漠竟然是蚊子的一个“越冬区”。伊冯放飞的气球上带有许多个捕蚊网,捉到了许多携带疟原虫的蚊子。经过DNA鉴定,伊冯发现这些蚊子与在非洲各国发现的导致疟疾的蚊子同源。

原来,蚊子们喜欢高温,冬天的时候它们的活力下降,都在撒哈拉沙漠“猫冬”。到了夏天,天气变热,这些蚊子就会飞越沙漠,进入非洲各地,开始吸血,然后回到沙漠中繁殖。世卫组织每年都在非洲各国组织大型的灭蚊活动,但仍未能根除疟疾等疾病,正是因为他们没有“扫荡”蚊子大本营。

通过完善蚊子的DNA条码库和形态特征数据库,无论是研究人员还是普通民众,都可以进一步了解蚊子,这样人们就可以更有针对性地杀灭传播疾病的蚊子,对控制由蚊子传播的疾病,例如疟疾、西尼罗河病毒病和登革热等,将大有裨益。为了实现这一目标,伊冯愿奋斗终生。

伊冯·林顿与已被冷冻准备测序的蚊子

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