想完全灭绝蚊子这种讨厌的生物,有没有可行性方案?

程万慧

想消灭蚊子谈何容易,蚊子真的灭绝了又真的是好事吗?

其实,蚊子已经存在上亿年,跟人类比起来,它们才是这个星球的土著。它和恐龙同时代登场,并且不但没有灭绝,反而遍布全球,除了南极洲以外,各个大陆都有蚊子的身影。地球上蚊子的生物量是巨大的。它们影响了所有物种的行为,充当了食昆虫者丰富的食物来源,驱动了各种防御机制的演化。真的要灭绝了蚊子究竟对地球会产生多大的影响尚没有定论,我们先简单了解下蚊子作用吧。

首先,蚊子是食物链的重要一环,蚊子卵或者蚊子是某些蛙类、蜘蛛等的主要食物来源之一。如果蚊子灭绝,对于食蚊鱼这种完全以蚊子卵为生的动物也会跟着灭绝。蚊子也是一部分迁徙性动物的重要的能量来源。许多动物在迁徙的途中会在不适宜栖息的地方短暂休息,比如在阿拉斯加荒漠地带,缺少动植物,非常贫瘠,许多候鸟就依靠这里的蚊子补充体力。   

再者,我们现在常说的保护环境其实也有蚊子的功劳。蚊子的幼虫孑孓(jié jué)生活在水中,可以吃掉浮在水面上的碎石木屑,这样可以更好地保证水中植物生长需要的氮和氧。因为如果水中的有机物如果过多,会大量消耗水中的溶解氧,导致水中缺氧,同时会让水质腐败。孑孓也会消耗掉水中的部分有机物,保证水生态的正常循环。   

最后,人类最讨厌的传播疾病其实也是蚊子重要的作用。如果没有蚊子,许多疾病不会在动物间传播,动物种群就会过度繁殖,最终还是会导致饥荒和死亡,而这可能会引起更多不必要的麻烦。   

最后,真的有办法灭绝蚊子吗?

实际上,并不是所有的蚊子都令人生厌——地球上有3500种蚊子,只有200种左右会叮咬人类。而且,目前的科技水平还不能使蚊子灭绝!就如蟑螂和老鼠一样,它们恐怖的繁殖速度和耐高温严寒等各种残酷环境中生存能力是它们天然的优势!并且没有天敌,即使有天敌,也无法消灭干净!


科普团

CRISPR是什么,为什么它有可能灭绝蚊子

  • 如果你留意,你会注意到你的杀毒软件中会有这样的信息。

计算机杀毒软件通常都会包含已知的计算机病毒的特征代码,通过扫描计算机文件中是否包含这些特征代码,杀毒软件就能判断你计算机中的文件是否被病毒感染。


  • 而类似的机制,在生命世界中也存在,这真的让发现者大吃一惊呢。

科学家把这套系统称为CRISPR/Cas系统,是存在于多数细菌与绝大多数古菌(真核细胞祖宗)中的一种后天免疫系统,它就像许多杀毒软件那样,通过记录病毒的特征信息,达到杀灭入侵病毒的功能,是细菌和古菌的自我保护手段。

拥有这套系统的细菌和古菌在被生物病毒(别把两种病毒搞乱了)入侵后,如果侥幸不死(对细菌来说几率大约为10^6分之一,即百万分之一的生存率),那么它们就会将捕获的病毒的特征信息——DNA碎片——镶嵌到自己基因组的一个特殊位置上去,这个特殊位置就记载了相关病毒信息。


而这些信息可以被一套特定的酶加以利用,如杀毒引擎的扫描功能一样,这套系统中的酶,通过同样的扫描配对功能寻找细胞中是否存在特定的DNA代码,如果找到了,就将这个DNA切断,通常只要病毒DNA被切成两段,病毒就完蛋了。而这套系统就被称为CRISPR/Cas系统,全名为常间回文重复序列丛集/常间回文重复序列丛集关联蛋白系统(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated proteins)。狂暴巨兽里就借用了这个很装逼的名字,给自己披上一层科学的外衣。

  • 外星机器般的噬菌体病毒

冷酷的噬菌体,犹如外星机器,它能将自己的DNA注入细菌身体中,完成入侵。幸运的是,这类病毒不能侵袭人类。蓝色表示噬菌体的遗传物质。

T-seven 噬菌体入侵细菌后,还能巧妙的防止别的噬菌体侵入同一个细菌,这算得上微生物版的补完计划。图a 噬菌体入侵细菌首先要破防,即断开细菌的肽聚糖防御,同时还要依赖细菌内膜上的一个转运蛋白的帮忙才能进入细胞质。 入侵成功后的噬菌体DNA,会快利用宿主的基因表达系统飞快的表达两个蛋白质,将这两个漏洞补上,从而防止它的同类来和它抢,被它俘虏的宿主细菌。

  • 那些杀不死我的都能让我成长——大肠杆菌

  科学家发现,有百万分之一的概率,入侵大肠杆菌的噬菌体出了某些问题,导致细菌侥幸存活。这时候,细菌就能启动这套后天防御系统,收集入侵噬菌体的DNA中的碎片信息,并写入到自己基因组中。

图a,被入侵;

图b,侥幸不死的细菌收集到噬菌体DNA碎片并写入自己基因组上一个特别的位置;

图c,CRISPR系统扫描细胞内的DNA,发现能和这个碎片(的转录版本)配对的DNA片段就将它切断。见更详细的下图

粉色的片段就是病毒特征片段,CRISPR/Cas9系统中Cas9就是切断DNA的酶。

  • 为什么可以用来灭绝蚊子?

科学家可以将这套CRISPR/Cas9系统用转座子系统(一种可以在染色体之间跳跃或复制自己的自私DNA序列)打包后一起转移到蚊子基因组中去,给它预设好寻找并切断的目标,比如某个特别的基因或者某个特别的序列,当真核细胞的DNA被切断后,会引发DNA的修补反应,趁此大好良机,转座子把自己插入被切断的DNA中。见下图

该技术的威力在于,杂交的后代,会自动变成纯合子,

因为该反应在受精卵阶段就能够启动,如果初始的受精卵中的基因发生了改变,那么由该受精卵发育而来的个体就都会携带上这个改变,这意味着该个体的精子或卵子中将100%的携带这个改变,而不是50%!下图显示从少量的实验室改造的蚊子开始,如果这些蚊子进入某个地区的野外和该地区野外的蚊子杂交,经过数代之后,可以预言该地区野外的所有蚊子都将变成携带有这套系统的蚊子。

让我们假设,在这套系统中我们预先嵌入了一个“自杀基因”,它表达的一种蛋白质,

可以将一种对其它生物无毒的物质,在蚊子的细胞中转变成对蚊子有毒的物质。那么等到我们通过野外抽样发现几乎100%的蚊子都携带有该自杀基因后,我们就朝环境中投放这种物质,那么蚊子的种群就会受到灭顶之灾,一旦种群数量过度下降,它就会自然灭绝,毕竟这世界就这么大,你让出了位置,别的生物就要抢占这个位置。

它是否能用来灭绝人类呢?

从它的原理看,这种被称为基因驱动的CRISPR技术,要依靠多代的繁衍之后,才能在新人群中占据优势,只适用于昆虫这种繁衍迅速寿命短暂的物种。要用这方法搞人类,从少数几个人类开始的话,没有几十万年的时间,大概是不可能完成这个任务的。

我之所以这么说,是因为据估计,全人类最近的共同女性祖先,就生活在离我们二十万年前。考虑到那时候人少,要成为共同祖先其实不太难,但现在全世界有几十亿人,就中国都有十几亿人呢,要成为所有中国人的祖先,没有几十万年的持续努力,大概是不可能完成的任务。

图示,全人类最近的女性共同祖先,大约生存在20万年前的非洲


三思逍遥


黑帽悬侯

有!而且不止一套😜

方案一:全面落实蚊子的JHSY工作,把这项工作做为百年guoce来抓。大力提倡一对夫妻只要一个孩,重点表彰婚后无孩家庭!

方案二:大力研究蚊子在各类学科方面的效用价值,以及不可替代的地位。让广大群众深刻认识到“逮到一只蚊子就能发财!”这样我敢保证,十年后蚊子会成为国家一级保护动物!

方案三:深入推广蚊子的食用价值,重点针对那些老抠 吝啬鬼 葛朗台,他们不是经常说:蚊子腿,再小也是肉么?既然蚊子腿都吃了,咱们卖一条蚊子腿送一只蚊子可以吧😂


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