作者:方子逸 来源:中国科学报 发布时间:2026/8/5 15:30:19
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抗疟疾杀虫剂或适得其反,反倒助力蚊子寻觅配偶
杀虫剂似乎引发基因突变,帮助蚊虫在嘈杂城市中精准定位配偶

 

这是进化正在发生的典型案例。20世纪50年代起,疟疾防控项目在住宅内墙喷洒强效杀虫剂狄氏剂(dieldrin)——传播疟疾的按蚊(Anopheles mosquitoes)常停留在这些墙面处。短短数年内,这类蚊虫就产生了基因突变,对该毒药完全免疫。

按蚊对杀虫剂产生了抗药性——但有些特殊。SINHYU PHOTOGRAPHER/SHUTTERSTOCK

随着蚊虫抗药性扩散,加之公众对狄氏剂毒性的担忧持续加剧,这种杀虫剂最终被停用。但故事并未就此结束。

数十年后,尽管该突变会降低蚊虫的活跃度,但按蚊依然保留了这种曾帮助它们抵御杀虫剂的基因突变。上月末发布在bioRxiv平台的一篇预印本研究或许解释了背后的原因:研究人员称,这种突变似乎提升了按蚊对声音的敏感度,让它们更容易在嘈杂的非洲城市中定位配偶。昔日帮助蚊虫逃过死亡的突变,如今反倒在帮它们寻找伴侣。

英国格拉斯哥大学媒介生物学家Francesco Baldini未参与此项研究,他表示这是“一个极具吸引力的新假说”。他认为,这项研究“将杀虫剂抗药性、生物行为与感官生态学联系起来,这种研究视角此前从未被真正关注过。”

这一发现源自两个看似毫无关联的观察结果。西班牙国家研究委员会神经生物学家Marta Andrés在早前的实验室实验中发现,发生狄氏剂抗药性突变的Rdl基因,会抑制蚊虫听觉神经元的活性,降低它们对声音的反应;而阻断Rdl基因的活性,则会提升这些神经元的响应能力。后来,在与法国蒙彼利埃大学生态学家Diego Ayala的交流中,Andrés得知,实地观察显示,Rdl基因变体在非洲撒哈拉以南地区的城市和乡村蚊虫种群分布中存在差异。

雄性蚊子通过捕捉雌性蚊子振翅发出的微弱嗡嗡声来寻找配偶。Andrés的团队猜想,这种基因突变或许能强化雄蚊的这一能力。

在实验室中,Andrés、Ayala及其同事播放了模拟雌蚊飞行振翅的声音。在雌蚊振翅对应的300–550赫兹频率范围内,携带杀虫剂抗药性突变的雄蚊,朝着扬声器飞行并降落的概率显著高于未携带突变的雄蚊,这表明前者对这类声音的敏感度更高。

但能探测到雌蚊的存在,不代表就能成功交配。因此研究人员将25只雄蚊与25只雌蚊放入小型饲养笼中,再将笼子分别置于两个培养箱内放置48小时:其中一个培养箱的设备运转发出约70分贝的嗡鸣声,另一个则持续播放约93分贝的白噪音,以模拟城市中的高强度噪音环境。结果显示,抗狄氏剂的雄蚊在两种环境下的交配成功率基本持平,均约为40%;而不具备抗药性的雄蚊在噪音更大的培养箱中表现大幅下降,交配成功率从约42%降至33%。

德国乔治-奥古斯都-哥廷根大学的神经生物学家Martin G?pfert未参与此项研究,他认为这一发现有趣却令人费解。他表示,如果抗药性强的蚊子听力更好,那它们理应避开嘈杂环境,而非在其中繁衍。“要是我听觉特别灵敏,我肯定不会去喧闹的迪厅,对吧?”

英国伦敦大学学院神经生物学家Joerg Albert同样未参与该研究,他表示,这一困惑恰恰反映出人类对蚊子听觉的了解仍十分有限。他指出,蚊子感知的是声源附近的空气粒子运动,而非人类听到的声波压力波,因此用常规声音测量标准,很难定义对蚊子而言的“噪音”。他认为,要真正理解蚊子的听觉机制,需要直接对蚊子触角上的听觉器官展开实验,而不能仅依赖行为观察。

研究人员还在野外验证了他们的假说。在中非共和国首都班吉的7处城市点位及周边4个村庄中,该基因突变的出现频率随环境噪音升高而上升。在噪音较大的城市点位,未携带该突变的雌蚊交配概率也低于周边乡村的雌蚊。

英国伦敦帝国理工学院演化生物学家Lauren Cator未参与此项研究,她表示,野外数据依然难以解读,因为除了噪音之外,城市与乡村的栖息地还有诸多差异。她指出,杀虫剂接触、污染以及温湿度差异等因素,也可能导致该突变在城市种群中维持较高比例。Cator还提到,该研究并未直接验证这种突变是否会改变雌蚊的听力或择偶偏好,因此这套机制中涉及雌蚊的部分仍更多属于推测。

无论该突变得以留存的真正原因是什么,G?pfert认为,研究杀虫剂停用后仍长期存在的抗药性突变意义重大,因为它可能带来深远影响。“你使用一种杀虫剂、一种化学物质一段时间,就会实实在在地改变生物的基因,进而改变它们的生理机能,”他表示,“这会切实地打破生态系统的平衡。”

相关论文信息:https://doi.org/10.64898/2026.05.20.726456

 
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