在全世界的水体内，蚊子都是生物群体中重要的组成部分。
导读
如果这个世界完全没有蚊子，将会怎么样呢？会不会有人(或者别的什么东西)会怀念它们？《自然》向研究蚊子生物学与生态学的科学家们抛出了问题，得到了一些令人惊异的答案。
消灭任何一类生物体都会对生态系统造成严重影响，但如果是蚊子的话，说不定还真不会。
每天，吉塔娃蒂·墨菲都会打开一个炎热、上锁的房间，这间屋子位于美国马里兰州银泉的沃尔特·里德陆军研究所，里面关着一群携带疟疾的蚊子(史蒂芬斯氏按蚊)。她给数以百万计的蚊子提供碾碎的鱼食作为食物，并且让妊娠中的雌蚊从昏迷的小鼠肚子上吸血——它们一个月内吸干了24只这种啮齿动物。墨菲研究蚊子已经20年有余，一直致力于寻找限制其所携带的寄生虫的传播方法。但是，她说，她宁愿它们从地球上消失。
支持她的人一定有很多。每年全世界范围内会有2.47亿人感染疟疾，其中近百万人会因此死亡。蚊子还会传播黄热病、登革热、乙型脑炎、裂谷热、基孔肯雅病毒和西尼罗河病毒，造成更加巨大的医学与财政负担。然后是虫害的因素：它们的种群数量太过密集，甚至能让阿拉斯加的驯鹿窒息。在北半球的夏天，蚊子的数量更是达到一个季节性的高峰，它们的口器深深扎入到整个北半球人们的血肉中。
目前约有3500种以蚊子命名的生物，其中只有一两百种会叮咬或者袭扰人类。它们生存在几乎每一块大陆的各种栖息地上，在众多的生态系统中发挥重要作用。“蚊子已经在地球上存在了至少1亿年。”墨菲说道：“它们与相当多的其他物种一起进化。”消灭一种蚊子，可能就会让捕食者没有食物，或让某种植物失去传粉的媒介。而探索一个没有蚊子的世界已经不再只是想象中的实验：人们已经投入了相当多的努力，就是为了消除这个最有害、最能传染疾病的物种。
然而科学家发现，在很多情况下，由一种蚊子的消失引起的生态缺口很快就会被其他生物填满。生活将会与以前一样，甚至还会更好。考虑到它们是主要的疾病传播媒介，“很难说消灭它们会有什么坏处，只是保不准有点附带损害。”位于美国中西部伊利诺伊州立大学的昆虫生态学家史蒂文·朱利亚诺说。没有蚊子的世界将会“对我们更安全”，来自巴西圣卡塔琳娜联邦大学的医学昆虫学者卡洛斯·布里索拉·马孔德斯说：“蚊子的消失对于人类而言影响重大。”
“极地害客”
如果蚊子全部消失，受影响最大的区域可能是北极冻原，这里居住着撮毛伊蚊和黑足伊蚊。虫卵将会在第二年积雪融化后孵出，发展到成熟阶段仅需3～4周。从加拿大北部到俄罗斯，每年都有很短的一段时间内它们数量极其庞大，在有些地区甚至会形成厚厚的蚊子云。“这在全球范围内都是一个非常罕见的情况。”昆虫学家丹尼尔·斯特里克曼说。他是美国农业部在马里兰州贝尔茨维尔地区的医疗和城市昆虫学项目的负责人，他还补充道：“世界上没有任何一个其他地方，生物的数量可以如此庞大。”
关于如果这个生物群消失了会发生些什么，科学家们持有不同的观点。美国北卡罗来纳州环境与自然资源部的昆虫学家布鲁斯·哈里森预计，若没有蚊子作为食物，在苔原筑巢的候鸟数量将会减少50%以上。但其他的研究人员并不这样认为。阿拉斯加费尔班克斯地区的美国渔业与野生动植物服务中心的一名野生生物学家凯茜·库尔比认为，北极蚊子并没有大量地出现在候鸟胃部的样品中，蠓(摇蚊)才是更重要的食物来源。“人类可能高估了北极冻原的蚊子数量，因为它们只是选择性地被我们所吸引。”她说。
蚊子平均每天从每只驯鹿上吸取高达300毫升的血液，因而我们曾经认为麋鹿群应该会选择迎风的路线来逃离蚊群。当驯鹿群在北极的山谷中迁移时，路线上的微小变化都会引发极大影响：它们践踏草地、啃食地衣、输送营养物质，还会被狼群吃掉，这些最终会改变沿途的生态环境。如果将这些都考虑进来，蚊子的消失在北极地区会有相当大的影响，但是在其他地方是否也是这样呢？
“空中美食”
“蚊子很容易捕捉，而且吃起来还不错。”美国密歇根州立大学的水生昆虫学家理查德·梅里特说。如果没有了蚊子的幼虫，会有数百种鱼类不得不改变它们的食谱才能生存下去。“这听起来很简单，但饮食习惯这种特性已经深深烙印这些鱼的遗传基因中。”哈里森表示。比如食蚊鱼是一种专门的蚊子捕食者，很擅长杀死蚊子，因此被养殖于稻田和泳池里作为害虫防治的手段，没有了蚊子，它们说不定就会灭绝。而这种鱼或其他鱼类的消失会对整个食物链的上下游产生巨大影响。
此外还有很多种类的昆虫、蜘蛛、蝾螈、蜥蜴和青蛙也会失去这一重要的食物来源。在2010年发表的一项研究中，研究者在法国卡马格地区的公园内喷上微生物杀虫剂，并跟踪观察捕食昆虫的毛脚燕的生存状况。他们发现，在喷上微生物杀虫剂之后，平均每只鸟巢会产2只幼鸟，而在其他对照地点则平均会孵化出3只幼鸟。
大量捕食蚊子的鸟类很可能转向其他昆虫，这些昆虫会在“后蚊子时代”大量繁殖来取代蚊子的生态位。其他的食虫动植物可能完全不会想起它们：蝙蝠主要捕食飞蛾，而且蚊子在其肠胃内还占不到2%。“如果你正在消耗能量。”美国疾病控制与预防中心的医学昆虫学家珍妮特·麦卡里斯特反问道：“你会选择吃22盎司的蛾子牛排，还是6盎司的蚊子汉堡？”
菜单上的选择很多，似乎大多数昆虫捕食者在没有蚊子的世界也不会挨饿。看来蚊子对生态系统的影响还没有大到让人们暂时放弃把它们赶尽杀绝的想法。
“随时效劳”
蚊子的幼虫在全球水生生态系统里构成了可观的生物量。它们可以存在于一切水体中，不管是雨后的水塘，还是树洞，或者老旧的轮胎内。在洪水泛滥的平原，幼虫的密度大到它们的蠕动都能在水面上引起涟漪。它们以腐烂的树叶、有机残渣和微生物为食。问题是，如果没有蚊子，其他的滤食性生物是否会替代它们？“能够处理有机碎屑的生物有很多，蚊子并不是唯一的一种，更不是最重要的一种。”朱利亚诺说：“如果你取出飞机机翼上的一个铆钉，飞机也不可能因此停止飞行。”
也许蚊子消失实际的效果取决于具体的水体。在北美东海岸的紫瓶子草(一种猪笼草)内有一个25～100毫升的微型水域，而蚊子的幼虫是这个小小的紧密团体中重要的成员。北美瓶草蚊和瓶草摇蚊是唯二居住在此的昆虫，一同住在这里的还有轮虫、细菌和原生动物。当其他生物掉到水里淹死后，摇蚊咀嚼其尸体，瓶草蚊的幼虫则以残渣为食，为植物提供比如氮一类的营养物质。在这个例子中，消除蚊子可能就会影响植物生长。
在1974年，生态学家约翰·阿迪科特发表了关于猪笼草内的捕食者与猎物结构的发现，表明有蚊子幼虫存在时，原生动物多样性更加丰富。他认为，蚊子在进食时控制了原生动物中优势种类的数量，使得其他原生动物得以生存。而对于植物而言，更广泛的后果仍然不得而知。
如果蚊子提供了“生态系统服务”——即让人类从自然中获益，这可能会成为继续让蚊子存在的强有力的理由。美国罗格斯大学新布朗斯维克分校的进化生态学家迪娜·丰塞卡举出蠓科的摇蚊，有时候也被称为蠓科小虫的这个物种来作为对比。“人们被蠓科小虫叮咬，或者因为它们而感染病毒、原生动物或者丝虫，就会很想消除它们。”她说：“但是因为一些蠓科蚊子是热带植物如可可树的传粉昆虫，消灭了它们将导致我们没有巧克力可吃。”
成年蚊子依靠花蜜来给自身提供能量(只有某些雌蚊需要吸食血液来得到蛋白质用于产卵)，如果没有蚊子，数千种植物就将失去一种传粉媒介。但麦卡里斯特表示，对于人类依赖的作物而言，它们的传粉好像没啥用。“如果哪怕有一种让它们留在身边的益处，我们早就利用它们了。”她说：“我们不需要蚊子的任何东西，除了让它们走开。”
最终，似乎没有蚊子可以做而其他生物不能做的事情，也许除了这一件——它们极其擅长于从一个动物上吸食血液，然后再扎入到另一个动物体内，这为病原微生物的传播提供了理想途径。
“消除有害蚊子的生态学效果是人口会增加，这就是结果。”斯特里科曼说。许多生命将会被挽救，更多的人将不再受疾病的折磨，许多国家也不再被疟疾所困扰。比如在撒哈拉以南的非洲地区，消灭蚊子可能会让国民生产总值增加1.3%(这是据世界卫生组织估计每年由于疾病所消耗的GDP)，这些钱可以用来加速当地发展。“蚊子的消失可以减少卫生系统与医院的财政负担，将用于病媒传播疾病的公共医疗开支投入到其他需要优先解决的健康问题上，还能降低辍学率。”世界卫生组织驻马尼拉的疟疾科学家杰弗里·希表示。
来自美国佛罗里达医学昆虫学实验室的生态学家菲尔·卢尼博斯认为，“消除蚊子只会暂时缓解人类的痛苦”。他的研究表明，消除一类病原微生物携带物种的努力都是徒劳的，因为这个生态位缺口很快会由别的生物补上。他的团队从佛罗里达州的垃圾场里收集了雌性黄热病蚊(埃及伊蚊)，发现其中一些已经被亚洲虎蚊(白纹伊蚊)受精，而后者会携带多种人类疾病。这个受精过程会使雌性黄热病蚊失去生育能力，表明了一个物种是如何取代另一个的。
鉴于蚊子传播疾病而导致的严重人道主义与经济后果，多数科学家会认为，人类总体健康的改善会超过人口增长的代价。而在生态系统中会造成“附带损害”的观点，也不会为蚊子赢得多少同情。“每一种生物在自然中都有重要作用”的浪漫观点同样不足以为蚊子的审判提供辩护。世界上还有蚊子，并不是人类有意留着它们肆虐，而是因为能力有限。
因此，虽然人类会不经意把有益物种(从金枪鱼到珊瑚)推到灭绝的边缘，但人类的万般努力都没能让蚊子的生存受到严重影响。“它们并没有在环境中占据牢不可击的位置。”美国蚊虫防控协会的昆虫学家乔·康伦说：“如果我们明天就能让它们消失，那它们所活跃的生态系统估计也就打个嗝，然后淡定地继续运转，自然会有其他的物种来替代蚊子，而至于是好是坏就说不清了。”
撰文：珍妮特·方翻译：徐丽审校：马宏
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关于“转基因蚊子”
据美国公司Intrexon Corporation日前披露，该公司将以1.6亿美元(约合10.3亿元人民币)的价格收购大名鼎鼎的转基因蚊子制造公司Oxitec。那么，灭绝蚊子靠转基因，管用吗？《中国科学报》日前刊文对此问题作了深入分析。
转基因蚊子不会灭绝蚊子
登革热由埃及伊蚊携带，后者每年在世界范围内感染多达3.9亿人口。成立于2009年的英国Oxitec公司曾致力于培育致后代不育的转基因埃及伊蚊，并率先将该转基因蚊子的工厂化培育和野外放飞试验变为了现实。
Oxitec公司培育的埃及伊蚊带有基因缺陷，只有在四环素环境中饲养才能够成年并繁育。人工分离出的雄蚊放飞到野外后与普通雌蚊交配，继承了基因缺陷的后代却无法在缺乏四环素的环境中生存。在2010年进行的开曼群岛试验中，300万只带有基因缺陷的雄性埃及伊蚊被放飞到面积约为16公顷的自然环境中。23周之后，与未经干扰的空白对照区相比，试验区内的蚊子数目降低到了之前的1/5。
“蚊子数量减少了80%，这意味着疾病的传染率也会下降80%，可谓效果显著。”中国农业科学院植物保护研究所博士李建伟在接受媒体采访时表示：“但是不育雄蚊的释放要定点、定期、定量，才能达到有效防控。”
他的言外之意是，如果不按照规范投放转基因雄蚊，对蚊子的防控可能功亏一篑。
还有学者表示，不育释放技术是一种“看起来很靠谱，实际上很鸡肋的玩法”，在很多情况下放出的雄性吸引不到雌性，投入的转基因个体很快被大量野生种群淹没，“这是最常见的失败原因了”。
“是预防原则在起作用。这是转基因安全性的科学规范之一。预防原则是转基因技术管理人员对公众一些要求作出的妥协，它规定了转基因物种不能比非转基因物种在自然条件下生存能力更强。”中科院生物工程学会科普委员会委员姜韬说：“预防就是不怕万一，即便它们逃出了管理，所带来的潜在影响也不是不确定的、难以评估的。”
据复旦大学生态与进化生物学系主任、环境微生物和环境演化专家卢宝荣介绍，并不是说在预防原则下，转基因物种的野外生存能力差，而是在不存在“选择压”的条件下，它们的生存能力与非转基因物种相比没有优势。
比如，转基因抗虫棉花与非转基因棉花在没有“虫压”的环境下，转基因棉的生存能力有可能偏弱。这是因为它要运转并不必要的抗虫基因，需要消耗额外的能量，反而会对它产生负面影响。
“转基因技术只是品种改良技术中的一个，其实人们对农作物驯化也是改良。我们没听说过哪种作物把野生系完全替代了。从担心物种灭绝的角度看，转基因技术的应用还比不上人类对自然环境的破坏。”卢宝荣说。
“人类永远在跟蚊蝇斗争，只是现在的技术是用生物学的手段中止它们的繁育。如果担心生物学手段可能导致它们灭绝，那么人类第一次对着蚊子喷洒化学药剂时有没有过这种担心呢？”卢宝荣说，人类与对人类有害的蚊蝇等昆虫的斗争，“我认为应该是一种平衡。”
人类对抗病虫害进入生物学阶段
“利用转基因技术(如转基因蚊子)对抗登革热、疟疾，毫无疑问是正确的。”姜韬强调说：“死于登革热、疟疾这两种疾病的人数远大于战争伤亡，一定要认识到这个前提。”
同时，姜韬指出，转基因方法相比以前人类采取的方法具有无可比拟的优势。
“在转基因蚊子之前，人们对抗蚊子最强大的办法是杀虫剂等化学药物，结果怎么样呢？蚊子产生了抗药性，甚至衍生出了昆虫毒理学。而用转基因办法，对环境、对其他无辜物种等的影响要小得多，因为它的特异性非常强。所以我认为，用转基因方法对抗害虫标志着人类对害虫‘宣战’以来，‘战术’升级到全新阶段。”
卢宝荣也指出，在农业上，用转基因技术防控病虫害化学药品更绿色、更有效、更精准，而且“对于非靶标的生物，危害非常小”。
Oxitec公司曾宣布用类似转基因蚊子的办法，培育了一种转基因橄榄实蝇帮助果树灭蝇。同样，他们需要在果园中释放转基因的雄性橄榄实蝇，它们与野外的雌蝇交配后，新生的雌蝇会在卵或蛆虫阶段死亡。从理论上讲，这样会导致这种害虫的数量大幅减少，可以使果树在不施农药的情况下保证产量。
中国农业科学院植物保护研究所研究员、植物病虫害生物学国家重点实验室副主任陆宴辉表示，目前国内外对转基因昆虫研究很多，是今后害虫防治的一项可能的措施，但“转基因昆虫可能具有潜在的生态风险，安全评价复杂，真正应用可能需要较长时间”。
“潜在的生态灾害”或不必过虑
据李建伟介绍，转基因动植物的应用都会考虑到对生态的影响。但以不育昆虫来讲，由于是定点释放，所以不太会影响非释放区域。至于对种植区生态系统的影响，“相信除去病害才是更值得关注的问题”。
“批准上市的转基因产品，一定是安全性确定的。”姜韬指出，这里的安全性确定包括很多方面，首先食用安全是确定的；其次，环境中会不会给野生品种带来遗传影响。“通过科学规范，采取一定的隔离措施就能够避免。”
姜韬进一步解释说，实际上，人类社会自建立以来，早已对自然环境、其他物种带来了巨大影响。比如人类驯化了很多作物，使这些作物丧失了自身的防御毒性，导致它们在无人管理的野生状态下就不能繁衍；人类还驯化了很多动物，极大地影响了自然界物种多样性的格局。“转基因技术只是人类的一种手段。”
“相比较而言，转基因技术带来的利益更多、风险更小。比如转Bt抗虫基因，它的靶向性很强，只可能会使一些鳞翅目昆虫受到潜在影响。而喷农药，不仅威胁其他昆虫，最终的残留还会威胁到人类自身。”卢宝荣补充说道：“世界上没有绝对的安全，多数时候我们都是在‘两害相权取其轻’。”
在Intrexon Corporation公司将以1.6亿美元的价格收购Oxitec公司之际，Intrexon公司主席和首席执行官Randal J Kirk评价道：“Oxitec的技术显示出生物工程能够解决人类面临的最困难的问题——我们对许多这样的问题在过去是毫无办法的，在解决这些问题的同时也对自然环境表达出最大程度的敬意。”赵广立
