基因工程新武器：用“毒男技术”对抗害虫 | Wallop

昆虫不仅仅是野餐时的麻烦制造者，它们中的一些种类还能传播致命疾病，例如蚊子携带的登革热、西尼罗河病毒和疟疾。据研究估算，蚊子导致的人类死亡人数高达520亿，几乎占人类历史总死亡人数的一半。此外，一些昆虫专以农作物为食，导致全球每年损失20%到40%的粮食产量，价值高达700亿美元。面对这些害虫，科学家们正在探索一种全新的应对策略：通过基因工程让雄性昆虫在交配时成为雌性昆虫的“死神”。

传统上，杀虫剂是控制害虫的主要手段，但许多害虫已经对化学药剂产生了抗药性。更糟糕的是，杀虫剂不仅会杀死害虫，还可能误伤有益昆虫，污染环境，甚至对人类健康造成威胁，例如引发癌症或损害神经系统。作为一名研究传染病的微生物学家，我一直在思考是否有更有效的方法来应对这些害虫，同时减少对环境和人类的伤害。近年来，基因工程为我们提供了新的思路。

几十年前，科学家曾尝试通过辐射制造不育的雄性蚊子。这些不育雄蚊与雌蚊交配后无法产生后代，从而逐渐减少蚊子的种群数量。后来，技术进一步发展，科学家开始将致命基因植入昆虫体内。这些基因会传递给后代，导致它们在成熟前死亡。巴西的一项试验表明，这种方法可以将目标蚊子种群减少95%。然而，这种方法的见效速度较慢，需要等待一代昆虫的生命周期结束，而在此期间，雌性蚊子仍然会继续叮咬人类并破坏农作物。

为了加快效果，澳大利亚麦考瑞大学的Samuel Beach和Maciej Maselko提出了一种名为“毒男技术”的新方法。他们通过基因工程让雄性昆虫的精液携带毒素，从而在交配时直接杀死雌性昆虫。研究人员选择了果蝇（Drosophila melanogaster）作为实验对象，因为它们的基因易于修改且便于观察。他们从巴西游走蛛和地中海蛇发海葵中提取了毒液基因，并将其植入果蝇体内。经过改造的雄性果蝇在其类似前列腺的腺体中积累了毒蛋白，并在交配时将其注入雌性果蝇体内。

实验结果显示，毒液迅速渗入雌性果蝇的身体，攻击其中枢神经系统，阻断细胞间的信号传递，导致雌蝇瘫痪并最终死亡。与这些“毒罗密欧”交配后，雌性果蝇的寿命缩短了37%到64%。研究人员还通过计算机模拟了埃及伊蚊（一种传播多种病毒的蚊子）的情况，结果显示这种方法的效率高于现有的控制手段。

尽管“毒男技术”听起来颇具潜力，但它仍存在一些挑战。首先，这种技术是否适用于蚊子或其他害虫尚需验证。其次，目前的杀伤力还不够理想，雌性果蝇的寿命仅缩短了37%到64%。研究人员计划尝试其他来源的毒液，例如蜘蛛、蛇、蝎子或蜈蚣的毒液，以寻找更有效的毒素。然而，每一种新毒素都需要确保雄性昆虫能够耐受，否则它们可能会被未改造的雄性昆虫取代。

此外，成本也是一个重要问题。培育和释放这些“毒男”昆虫的费用可能超出低收入国家的承受能力。同时，昆虫在生态系统中扮演着重要角色，例如授粉和作为其他动物的食物来源。如果昆虫数量大幅减少，可能会对生态系统造成不可预测的影响，而监控这些风险也需要大量资金。

尽管如此，科学家们仍在探索其他方法，例如通过改造昆虫肠道中的共生细菌，使其产生专门杀死寄生虫的毒素，而不伤害昆虫本身。这种被称为“转基因共生”的方法可能对生态系统的威胁较小。

昆虫的适应能力极强，因此人类需要多样化的策略来应对它们。“毒男技术”未来可能成为一种强大的害虫控制工具，但目前仍需进一步优化，以确保其既高效又安全。毕竟，我们的目标是在消灭害虫的同时，避免对生态系统造成不可逆转的破坏。