蚊子工廠這兩年頻繁出現(xiàn)在我們的視野，這些工廠培育出數(shù)以億計(jì)的蚊子，并在野外釋放。
目前世界大的蚊子工廠在廣東——那里每周能夠培育1000萬只特殊的雄性蚊子。
圖：廣東蚊子工廠培育蚊子的資料圖
之所以要人為培育這些蚊子，是為了減少野生蚊子或者減少野生蚊子制造的疾病。
目前培育蚊子防控主要有兩種思路，一種是培育出能夠阻斷登革熱等蚊媒傳染病的蚊子，讓它們?nèi)ジ腥疽吧奈米?，另一種思路是培育出能夠讓野生蚊子不育的蚊子——廣州的蚊子工廠就是屬于這種。
這兩種思路都需要應(yīng)用到一種蚊子的共生菌——沃爾巴克氏菌。
所謂培育正是讓這種細(xì)菌感染培育的蚊子，然后讓培育的蚊子去影響野外種群。
沃爾巴克氏菌指的是沃爾巴克氏體屬的細(xì)菌，這個(gè)類群是世界上分布為廣泛的共生菌，因?yàn)樗鼈兇钌狭她嫶蟮墓?jié)肢動(dòng)物的便車，它們生活在大部分節(jié)肢動(dòng)物的細(xì)胞內(nèi)，顯著影響著這些節(jié)肢動(dòng)物的繁殖行為，以及發(fā)育狀況。
圖：昆蟲細(xì)胞內(nèi)的沃爾巴克氏體?Scott O'Neill
雖然科學(xué)家非常清楚，共生體對(duì)宿主的影響很大，但是依然會(huì)對(duì)沃爾巴克氏菌的能力感到震驚，因?yàn)樗鼈兩踔習(xí)敕皆O(shè)法控制宿主的性別。
比如，寄生在赤眼蜂屬黃蜂體內(nèi)的沃爾巴克氏菌，它幾乎消滅了所有的雄性黃蜂，讓整個(gè)種群只剩下雌性，現(xiàn)在這類黃蜂要找到一只雄性都難。
科學(xué)家在100年前（1924年）就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了沃爾巴克氏菌的存在，并且發(fā)現(xiàn)大部分昆蟲被感染（比例在25%-75%之間），然后在大約30年前發(fā)現(xiàn)它們能夠改變昆蟲的性別比例，但是直到近才稍有一點(diǎn)了解它們是如何做到的。
圖：培育蚊子
沃爾巴克氏菌受益于雌性
沃爾巴克氏菌種類繁多，它們對(duì)宿主的影響方式也多樣，我們前面提到的它能夠控制登革熱傳播，這是因?yàn)榭茖W(xué)發(fā)現(xiàn)有一種沃爾巴克氏菌具有阻止蚊子攜帶登革熱病毒的能力。
所以，只要培育出攜帶這種沃爾巴克氏菌的蚊子，并將其釋放到野外，讓它們?nèi)ジ腥疽吧米泳托辛?，這種方法在印尼已經(jīng)成功減少當(dāng)?shù)?7%的登革熱發(fā)病。
不過，這種方法并不會(huì)減少蚊子叮咬，相反它可能會(huì)增加蚊子叮咬，因?yàn)槲米恿吭龆嗔?，而且因?yàn)榭刂屏宋米硬《荆€導(dǎo)致蚊子壽命變長了。
這是一種對(duì)生態(tài)影響較小，而且又能控制疾病的方法，目前能夠控制瘧疾的沃爾巴克氏菌也已經(jīng)被投放。
我們前面提到的另外一種讓蚊子不育的思路，則是發(fā)現(xiàn)一些被沃爾巴克氏菌感染的蚊子，如果與未感染的蚊子交配，那么未感染的蚊子就會(huì)不育，這個(gè)被稱為胞質(zhì)不相容。
雌性蚊子通常一生只要交配一次就能一直產(chǎn)卵，而雄性蚊子非常“多情”，所以這種方法只要培育感染特定沃爾巴克氏菌菌株的雄性蚊子就好了，讓它們?nèi)サ満Ω啻菩晕米印?/strong>
當(dāng)然，沃爾巴克氏菌轉(zhuǎn)移的方式也是多樣的，它可以在捕食者與獵物之間轉(zhuǎn)移，例如一只節(jié)肢動(dòng)物吃了攜帶有沃爾巴克氏菌的另外一只節(jié)肢動(dòng)物，它就有可能會(huì)被感染。
不過，捕食者與獵物之間的相互作用并不是沃爾巴克氏菌主要的轉(zhuǎn)移方式，因?yàn)榇蟛糠志甓茧y以通過消化系統(tǒng)。
圖：赤眼蜂就是一類寄生蜂，它們將卵產(chǎn)在其它昆蟲卵內(nèi)，也幫助沃爾巴克氏菌傳播
常見的轉(zhuǎn)移方式是通過寄生蟲，對(duì)于昆蟲而言，寄生蜂在這種方式上扮演重要角色；
佳的轉(zhuǎn)移方式被認(rèn)為是共享食物，一些菌株可以在特定植物上存活相當(dāng)長時(shí)間，如果兩只動(dòng)物食用了相同食物，沃爾巴克氏菌就會(huì)轉(zhuǎn)移。
雖然，沃爾巴克氏菌物理轉(zhuǎn)移的方式有很多，但是對(duì)于昆蟲而言，它們?cè)诟腥咀哟@件事上，只通過雌性，只有雌性的卵細(xì)胞能夠攜帶這種細(xì)菌，而雄性精細(xì)胞不會(huì)。
簡單地說，沃爾巴克氏菌在傳播這件事上受益于種群中雌性群體的增多，這就是為什么它們需要操控宿主性別的原因，而且都是剔除雄性，增加雌性的比例。
我們前面提到的胞質(zhì)不相容其實(shí)也是一種沃爾巴克氏菌促進(jìn)種群中感染者數(shù)量的方式，它們通過這種方法去剔除那些沒有被感染的個(gè)體。
回到沃爾巴克氏菌控制性別上，不知道你有沒有想過，整個(gè)種群盡可能減少雄性極端的方式是什么？
答案就是孤雌生殖——不需要雄性參與，雌性自己完成生殖，而且后代百分百都是雌性。
圖：大理石紋螯蝦-超級(jí)克隆體
沃爾巴克氏菌會(huì)導(dǎo)致宿主孤雌并不是什么秘密，許多研究都證實(shí)了這一點(diǎn)，不過有許多學(xué)者認(rèn)為，節(jié)肢動(dòng)物的孤雌生殖能力就是由沃爾巴克氏菌制造的（除了大理石紋螯蝦）。
當(dāng)然，并不是所有節(jié)肢動(dòng)物都走向了孤雌生殖的極端。
多年來，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)沃爾巴克氏菌依靠各種各樣的技巧來增加種群中雌性的比例，包括殺死雄性胚胎，阻止未攜帶沃爾巴克氏菌的卵子發(fā)育，以及使遺傳雄性發(fā)展出雌性特征。
其中奇怪的就是遺傳雄性變成了雌性，我們前面提到的赤眼蜂就是這種情況，它們完全被細(xì)菌逆轉(zhuǎn)了性別。
圖：赤眼蜂從其它昆蟲卵在發(fā)育，但遺傳雄性的個(gè)體性別被細(xì)菌改變成了雌性
細(xì)菌如何改變黃蜂性別？
其實(shí)，沃爾巴克氏菌改變黃蜂性別的具體原因依然是個(gè)謎，不過近的兩項(xiàng)研究可以部分回答這個(gè)問題：
很久以前，這些細(xì)菌從其他昆蟲那里獲取了性別決定基因，如今它們利用這些基因大量生產(chǎn)出使雄性卵子變成雌性的蛋白質(zhì)，進(jìn)而導(dǎo)致雄性變性。
在有性生殖過程中，染色體會(huì)先復(fù)制，然后分裂成不同的生殖細(xì)胞，子細(xì)胞的染色體數(shù)量只有母細(xì)胞的一半。
赤眼蜂屬于膜翅目，這類昆蟲不同性別攜帶的染色體數(shù)量不同，雄性是單倍體，它們是從未受精的卵子發(fā)育而來，而雌性是正常由受精卵發(fā)育而來的雙倍體。
沃爾巴克氏菌利用科學(xué)家們尚未完全理解的機(jī)制，以某種方式阻止了后一步，導(dǎo)致未受精的卵也發(fā)育成雌性，而不是雄性。
不過，這兩項(xiàng)研究都發(fā)現(xiàn)，其中有兩個(gè)基因產(chǎn)生的蛋白質(zhì)似乎在性別決定中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，而這兩個(gè)基因與其他昆蟲中發(fā)現(xiàn)的性別決定基因非常相似。
所以，兩項(xiàng)研究的研究員認(rèn)為，這表明沃爾巴克氏菌操控性別的基因來自進(jìn)化史上感染的昆蟲，然后經(jīng)過自己的改良，終讓它們找到了讓黃蜂變性的方法。
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