登革熱剋星:揭秘世界最大蚊子工廠:每週能生產300萬隻

登革熱剋星:揭秘世界最大蚊子工廠:每週能生產300萬隻

沒想到,到處咬人、傳播疾病的蚊子,居然也有人為它們建一座工廠?這是真的,不過,建「蚊子工廠」的目的,恰恰是為了讓蚊子不再困擾人類。

位於廣州市高新技術產業開發區的移動大樓內,藏著目前世界上最大的「蚊子工廠」。這裡每周能生產出百萬隻雄性蚊子,然後它們將被送往廣州南沙沙仔島釋放。

不過,工廠生產出的這些蚊子,體內都帶有一種名為「沃爾巴克氏體」的共生菌。帶有這種共生菌的雄蚊,即使和雌蚊交配,也無法繁衍下一代。由於雌蚊一輩子只交配一次,這就意味著,從「蚊子工廠」出品的蚊子,都是「絕育」的蚊子,通過這樣的方式,便能控制蚊子繁衍,阻斷登革熱等其他蚊蟲引起的疾病。

這個目前每週能生產300萬隻蚊子的工廠,有著外界頗感神秘的工作。

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中國中山大學奚志勇教授研究出“以蚊治蚊”的方法,通過投放攜帶沃爾巴克氏體的“益蚊”使白紋伊蚊的種群密度降低,進而控制登革熱的傳播。

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1 給蚊卵注射沃爾巴克氏體

2011年前後,中山大學—密西根州立大學熱帶病蟲媒控制聯合研究中心奚志勇教授團隊,成功培育出一隻與沃爾巴克氏體達成穩定共生的雌蚊,這就是最開始的“種子”。

昨天在實驗室中,一位工作人員正通過顯微鏡,用一根長尖的“注射針管”對準蟲卵的生殖系統部位,打入沃爾巴克氏體。在顯微鏡下,放大200倍的蟲卵看上去有手指大小。 “在蚊卵產出後的60至90分鐘內註射,一次注射一個胚胎,工作人員一天可以注射100到200個左右,每500至1000個注射胚胎可以建立一個感染系統。”

據介紹,胚胎注射,無論是從技術角度還是生物學角度,都是整個項目進行過程中難度最大的一步,步驟的關鍵在於選對合適的時間、位置和菌種,成功裝進沃爾巴克氏體的胚胎將實現垂直傳播,使其後代始終攜帶該共生菌。

 

2 按3:1比例飼養雄雌蚊

在確認胚胎長大後的蚊子及其下一代攜帶共生菌,蚊子才能成為種源。胚胎注射後,進入生產車間的“保種”室。該室首先映入眼簾的是整齊排列的蚊蟲飼養籠,每隻籠子裡均按3:1的比例飼養雌蚊和雄蚊。

雄雌蚊飼養籠中交配產卵

其中小號飼養籠中共有3000隻雌蚊和1000隻雄蚊,每週每籠能產卵15萬至20萬。工作人員拿出一張塗滿了羊血的薄鐵板,上面覆蓋著模仿人體皮膚的薄膜,將這張板放置在密封的網狀籠上方,再蓋上一個加熱袋,雌蚊立刻發現血的氣味和熱量,陸續飛上來吸食羊血。餵血3天后,在飼養籠中放進貼有濕試紙的產卵杯,以便雌蚊產卵。

一隻雌蚊產200~300個卵

雌蚊每次產卵的前提是吸一次血,理想條件下,一隻雌蚊吸一次血可產80~100個卵,在實驗室裡一般吸血約3次,也就是說,一隻雌蚊可產200~300個卵。目前在實際生產中,一籠可產大概5萬隻卵。隨後工作人員展示了已採集的密密麻麻的附在試紙上的蟲卵,據悉,這些蟲卵具有抗干燥的能力,自然休眠狀態下可存放一年。

3 蟲卵在幼蟲飼養器中成長

蟲卵採集後,將被放置在幼蟲飼養區中孵化飼養。由於溫度、濕度、光照、密度、飼料等的差異均會對幼蟲的孵化產生影響,傳統的飼養盤難以消除環境梯度,因此對幼蟲的精確計數造成一定困難。奚教授團隊新開發了一種幼蟲飼養器,不僅將每盤的蚊卵飼養量從7000個提升至18000個,也滿足了飼養環境的高要求,做到溫度、濕度均勻,同時能夠實現收集蛹的半自動化。

4 按大小分離雄雌蚊

因為只有雄蚊可以使用,因此要對雌雄蚊蛹進行分離。在蚊蛹雌雄分離環節,奚志勇團隊採用的是物理分離法。 “雄蚊的頭胸寬在1.05毫米~1.2毫米,雌蚊大概在1.3毫米~。4毫米。”按照雌雄蚊子頭胸尺度的不同,工作人員自製了一個雌雄分離器,這個分離器的主體是兩片透明玻璃,通過調節旋鈕控制間距,從而實現雌雄分離。 “1個人可以分離7萬~8萬隻蚊子,準確率達到99.9%”。車間現有20餘台機器,但工作人員表示目前人手不夠,每天分離雄蚊數量在100萬左右。

5 X射線殺死殘留雌蚊

由於蚊蛹個頭並不完全統一,在通過分離器分離雌雄蚊蛹後,雄蚊中仍混有0.1%的雌蛹,這些雌蛹如果跟雄蛹一起投放,在整體項目壓制蚊子效果達到90%以上後,將會對項目成果造成巨大的風險,因此必須清除。以往下一步將要通過人工檢查的方式挑出這0.1%的雌蛹,但人眼誤差不可避免。現團隊與國際原子能機構合作,自行研發一台X射線儀,通過物理射線的方式清除雌蛹,成功率接近100%。用高能量光子照射蚊蛹,可殺死雌蛹,或破壞雌蛹的生殖系統致其不育。 “這台射線儀是全球第一台,能夠大大提高生產量,並降低風險,它的到來太及時了。”奚教授邊看著機器邊讚歎道。

6 每週釋放150萬隻絕育雄蚊

從2015年3月起,奚志勇團隊開始在沙仔島釋放第一批蚊子。之後,團隊保持每周3次的釋放頻率,每次放出7-10萬隻「絕育」雄蚊。「放出的雄蚊在野外大概能存活兩周,它們的交配能力在前三四天最強,而野生蚊子的數量每天都在增長,所以需要持續釋放保持交配優勢。」奚志勇介紹,要達到效果,釋放的雄蚊和野外雄蚊比例在5:1最合適。這意味著,野生雌蚊有超過80%的機會和「絕育」雄蚊交配,它們的下一代將不再孵化產卵。

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“早上是蚊子交配的時間,也是釋放雄蚊最佳的時機。”從2014年6月駐點至今,韋迎陽已經在南沙區黃閣鎮沙仔島工作了兩年多。他們釋放蚊子有兩種方式,一種是在馬路上邊開著三輪車邊放蚊子,另一種是走到樹叢下面放蚊子。 2014年6月,項目組進駐沙仔島。去年3月開始,項目組開始在島上的居民聚集區釋放絕育雄蚊。項目組成員錢偉介紹,每個月平均150萬隻雄蚊,每週釋放三次蚊子。目前,全島大概有20個釋放點。 60多歲的當地村民梁伯說:“兩年前這裡蚊子很多,晚上睡覺要掛蚊帳,現在蚊子少了很多,不用掛蚊帳了。”

錢偉表示,去年由於蚊子生產量比較少,所以採取控制地毯式的區域控制方式。在監測效果最好的區域,成蚊壓制率達到95%以上、幼蟲達到90%以上。今年的釋放工作從4月開始,一直持續到10月,天氣轉涼就結束。 “雖然今年的釋放和監測工作還沒有結束,但效果會比去年更好。”錢偉說。

工作人員介紹,目前團隊已經在聯繫市區的單位、學校推廣。

「蚊子工廠」甚至得到了世界首富比爾·蓋茨的支持。他是這項技術的最早推行者和支持者,其投入超過1500萬美元。

 

出處:鳳凰科技

編輯:馬曉寧

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