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欧亿注册,生态学:一个没有蚊子的世界

欧亿平台 生态学:一个没有蚊子
 
 
在马里兰州银泉市的沃尔特里德陆军研究所(Walter Reed Army Institute of Research),吉特塔瓦迪墨菲(Jittawadee Murphy)每天都会为一群携带疟疾病毒的蚊子(按蚊属stephensi)打开一间热得发紧的房间。她给数百万的幼虫喂食磨碎的鱼食,并让怀孕的雌性从昏迷的老鼠肚子里吸血——它们一个月吸掉24只啮齿类动物的血。Murphy研究蚊子已经有20年了,致力于限制蚊子携带的寄生虫的传播。不过,她说,她宁愿它们从地球上消失。
 
这种观点得到了广泛认同。疟疾每年感染全球约2.47亿人,并导致近100万人死亡。蚊子通过传播黄热病、登革热、日本脑炎、裂谷热、基孔肯雅病毒和西尼罗河病毒,进一步造成巨大的医疗和经济负担。还有一个有害因素:它们在阿拉斯加形成了足够厚的群体,足以让北美驯鹿窒息。现在,随着它们的数量达到季节性高峰,它们的长鼻在整个北半球都被人类肉覆盖。
 
如果没有,会发生什么呢?会有人或什么东西想念他们吗?《自然》杂志向研究蚊子生物学和生态学的科学家提出了这个问题,并发现了一些令人惊讶的答案。
 
世界上有3500种已命名的蚊子,其中只有几百种会叮咬人类。它们几乎生活在每一个大陆和栖息地,在许多生态系统中发挥重要作用。Murphy说:“蚊子已经在地球上生存了一亿多年了,在这一过程中,它们与很多物种共同进化。”消灭一种蚊子可能使捕食者失去猎物,或使植物失去传粉者。探索一个没有蚊子的世界不仅仅是一种想象的练习:科学家们正在努力开发一种方法,可以让这个世界摆脱最有害的、携带疾病的物种(见“对翅膀的战争”)。
 
然而,在许多情况下,科学家承认,蚊子消失后留下的生态伤疤会很快愈合,因为生态位会被其他生物填补。生活将一如既往,甚至更好。伊利诺伊州立大学的昆虫生态学家Steven Juliano说,当涉及到主要的病媒时,“除了附带的损害之外,很难看到去除它们的不利影响”。巴西圣卡塔琳娜联邦大学的医学昆虫学家Carlos Brisola Marcondes说,一个没有蚊子的世界将“对我们来说更加安全”。“消灭按蚊对人类意义重大。”
 
北极害虫
消灭蚊子可能会给北极苔原带来最大的生态差异,这里是伊蚊、黑斑伊蚊等蚊种的栖息地。雪融化后第二年,这种昆虫产下的卵就会孵化,而成虫只需要3-4周的时间。从加拿大北部到俄罗斯,有一段短暂的时间内它们异常丰富,在一些地区形成了厚厚的云层。马里兰州贝尔茨维尔市美国农业部(Department of Agriculture)医学与城市昆虫学项目负责人、昆虫学家丹尼尔•斯特里克曼(Daniel Strickman)表示:“这种情况在世界范围内非常罕见。”“世界上没有其他地方有这么多生物量。”
 
对于如果这些生物量消失将会发生什么,观点不一。布鲁斯·哈里森(Bruce Harrison)是位于温斯顿-塞勒姆的北卡罗来纳州环境与自然资源部的昆虫学家。他估计,如果没有蚊子的叮咬,在冻土带筑巢的候鸟数量可能会减少50%以上。其他研究人员不同意。阿拉斯加费尔班克斯的美国鱼类和野生动物服务中心的野生生物生物学家凯西·库比说,北极地区的蚊子在鸟类胃样本中并没有大量出现,而蠓是一种更重要的食物来源。“我们(作为人类)可能高估了北极蚊子的数量,因为它们有选择地被我们吸引,”她说。
 
蚊子每天从驯鹿群中的每只动物身上消耗多达300毫升的血液。人们认为,驯鹿群选择面向风的路径,以逃离蚊子群。在北极山谷中,数千头驯鹿迁徙、践踏土地、吃地衣、运送营养、喂养狼,并普遍改变生态环境。那么,把所有这些因素加在一起,蚊子在北极将会被忽略——但在其他地方也一样吗?
 
飞行中的食物
东兰辛密歇根州立大学的水生昆虫学家理查德·梅里特说:“蚊子是美味的食物,很容易捕捉。”如果没有它们的幼虫,数百种鱼类将不得不改变它们的饮食来生存。哈里森说:“这听起来可能很简单,但摄食行为等特征在这些鱼的基因中有着深刻的印记。”例如,食蚊鱼(Gambusia affinis)是一种特殊的捕食者——它在杀死蚊子方面非常有效,以至于它被储存在稻田和游泳池中,作为害虫防治手段——这种食蚊鱼可能会灭绝。这些或其他鱼类的损失可能会对食物链的上下游产生重大影响。
 
许多种类的昆虫、蜘蛛、蝾螈、蜥蜴和青蛙也会失去主要的食物来源。在上个月发表的一项研究中,研究人员在法国卡玛格的一个公园里对食虫马丁进行了追踪,此前该地区曾喷洒过一种微生物灭蚊剂。他们发现,喷洒杀虫剂后,这些鸟平均每窝产两只雏鸟,相比之下,控制点的雏鸟平均每窝产三只。
 
大多数食蚊鸟类可能会转向其他昆虫,这些昆虫在蚊子灭绝后可能大量出现,取代它们的位置。其他食虫动物可能一点也不会想念它们:蝙蝠主要以飞蛾为食,而蚊子在它们肠道中的含量不到2%。科罗拉多州柯林斯堡疾病控制与预防中心的医学昆虫学家珍妮特·麦卡利斯特说:“如果你正在消耗能量,你是打算吃22盎司的麦香蛾还是6盎司的汉堡包蚊子?”
 
菜单上有很多选择,似乎大多数食虫者不会在一个没有蚊子的世界里挨饿。这里没有足够的证据表明生态系统遭到破坏,让根除者停下来想一想。
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蚊子作为幼虫,在全球的水生生态系统中占据了相当大的生物量。从短暂的池塘到树洞,再到旧轮胎,它们在水体中随处可见。在被洪水淹没的平原上,幼虫的密度非常高,它们的扭动会在水面上产生涟漪。它们以腐烂的树叶、有机碎屑和微生物为食。问题是,如果没有蚊子,其他滤食性动物是否会介入。许多生物都在处理碎屑。蚊子不是唯一的,也不是最重要的,”Juliano说。“如果你从飞机机翼上取出一个铆钉,飞机就不太可能停止飞行。”
 
其影响可能取决于水体。在北美东海岸4号猪笼草(Sarracenia purpurea)内25 - 100毫升的水池中,蚊子幼虫是紧密联系的群体中的重要成员。蚊子(Wyeomyia smithii)和蠓(Metriocnemus knabi)是唯一生活在那里的昆虫,此外还有轮虫、细菌和原生动物等微生物。当其他昆虫在水中淹死时,蠓会咀嚼尸体,蚊幼虫则以废物为食,为植物提供氮等营养。在这种情况下,消灭蚊子可能会影响植物的生长。
 
1974年,现就职于加拿大阿尔伯塔省卡尔加里大学的生态学家约翰·阿迪科特发表了关于猪笼草中捕食者和猎物结构的研究成果,指出蚊子幼虫的存在使原生动物的多样性增加。他提出,当幼虫进食时,它们会减少原生动物优势物种的数量,让其他物种继续生存。对这种植物的更广泛影响尚不清楚。
 
如果蚊子能提供“生态系统服务”(人类从大自然中获得的好处),那么可能会找到更有力的理由来饲养蚊子。新泽西州新布伦瑞克罗格斯大学的进化生态学家迪娜·丰塞卡将其比作角鼻龙科的咬人蠓,这种蠓有时也被称为“不透明蠓”。她说:“被不透明的东西咬伤的人,或者被病毒、原生动物和丝虫病感染的人,都希望消灭它们。”但由于一些角鼻龙是热带作物(如可可)的传粉者,“这将导致一个没有巧克力的世界”。
 
没有蚊子,数千种植物将失去一群传粉者。成年人依靠花蜜获取能量(只有某些物种的雌性需要一顿血液来获取产卵所需的蛋白质)。然而麦克阿利斯特说,它们的授粉对人类赖以生存的作物并不重要。“如果有他们在身边有好处,我们就会找到一种利用他们的方法,”她说。“我们不想从蚊子身上得到任何东西,只希望它们走开。”
 
最终,似乎有几件事是蚊子能做的,而其他生物却做不到——也许只有一件例外。它们在从一个人身上吸血并将其注入另一个人的血液中具有致命的效率,为致病微生物的传播提供了一个理想的途径。
 
“消灭有害蚊子的生态效应是,你有更多的人。这就是结果,”斯特里克曼说。许多生命将被挽救;更多的人将不再被疾病侵蚀。摆脱了疟疾高负担的国家,例如撒哈拉以南非洲国家,可能会恢复国内生产总值(gdp) 1.3%的增长,世界卫生组织(World Health Organization)估计,这些国家每年因疟疾而付出的代价,这可能会加速它们的发展。世界卫生组织驻马尼拉的疟疾科学家Jeffrey Hii说,这将“减少卫生系统和医院的负担,将公共卫生支出的媒介传播疾病控制转向其他优先卫生问题,减少学校缺勤”。
 
弗罗里达医学昆虫实验室的生态学家Phil Lounibos说,“消灭蚊子可以暂时缓解人类的痛苦”。他的工作表明,根除一种媒介物种的努力将是徒劳的,因为它的生态位将很快被另一种媒介所填补。他的团队从佛罗里达的废料场收集了雌性黄热病蚊子(埃及伊蚊),发现其中一些是由携带多种人类疾病的亚洲虎蚊(白纹伊蚊)进行了受精。这种人工授精可以使雌性黄热病蚊子绝育,从而显示出一种蚊子是如何超越另一种蚊子的。
 
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考虑到蚊虫传播疾病带来的巨大的人道主义和经济后果,很少有科学家会认为,人口增长的代价会超过健康人口带来的好处。而在生态系统其他地方感受到的“附带损害”也无法换来多少同情。每一种生物在自然界都有重要地位的浪漫想法,可能不足以为蚊子辩护。正是杀蚊方法的局限性,而不是意图的局限性,使得一个没有蚊子的世界变得不可能。
 
因此,尽管人类无意中把有益物种从金枪鱼到珊瑚推向灭绝的边缘,但他们的最大努力不会严重威胁到一种没有多少可取之处的昆虫。佛罗里达州杰克逊维尔美国蚊虫控制协会的昆虫学家乔·康隆说:“它们在环境中并没有占据不可撼动的地位。”“如果我们明天消灭它们,它们活跃的生态系统就会停止运转,然后继续生活。”会有更好或更坏的事情发生

 
 
 
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