曾經(jīng)的滅蚊英雄，現(xiàn)在的世界百大入侵物種，逼得科學(xué)家們用機(jī)器魚專門嚇唬它

2022-01-08 10:30

來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

原創(chuàng) 萬物把科學(xué)帶回家

撰文沈夢溪

人類向來討厭蚊子。在農(nóng)村長大的人可能對此深有體會：一到夏天伺機(jī)吸血的蚊子嗡嗡的聲音總會擾人清夢，大半夜因此難以入眠也是常事；被蚊子咬了之后，紅腫和瘙癢則會讓我們煩躁不已。自從現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展起來之后，人類對蚊子的厭惡更是上升到了極點(diǎn)——1881年，古巴流行病學(xué)家卡洛斯·胡安·芬萊（Carlos Juan Finlay）開始認(rèn)識到蚊子能夠傳播黃熱病；1900年左右，印度和意大利的醫(yī)生開始發(fā)現(xiàn)蚊子還能傳播瘧疾；隨后越來越多的研究證明，蚊子還會傳播登革熱、乙型腦膜炎等多種疾病。正因如此，滅蚊越來越成為了一件重要的任務(wù)。

蚊子可能是是我們夏天最討厭的生物了，沒有之一圖/wikipedia

為了滅蚊，20世紀(jì)初的人們想出了很多方法，但是大多對環(huán)境有非常重要的負(fù)面影響。那時(shí)的人們發(fā)現(xiàn)，蚊蟲滋生于大面積的濕地之中，它們的生命周期中有四個(gè)階段：卵、幼蟲、蛹、成蟲。蚊子會在水面產(chǎn)卵，卵孵化之后就成了幼蟲，也就是人們熟悉的孑孓（jiejue），孑孓倒吊在水面上，用尾端呼吸，而靠口濾食水中的有機(jī)物長大變成蛹，蛹成熟之后就會變成令人討厭的成蟲——蚊子了。

水面下的孑孓圖/wikipedia

因此，從蚊子的成長周期出發(fā)來考慮問題的話，第一個(gè)被想到的方法就是排干整個(gè)濕地的水，但是這不僅耗費(fèi)大量人力，還不太現(xiàn)實(shí)——有些地區(qū)濕地面積極大，排干其中的水完全不可能；第二個(gè)方法就是往濕地中灌注石油——眾所周知，油比水輕，當(dāng)水面上覆蓋一層油以后，油層將會隔絕空氣，讓水中的孑孓窒息死亡。紐約市在1901年就曾經(jīng)廣泛使用石油滅蚊，并取得了非常好的效果，然而這同時(shí)也導(dǎo)致了家畜和魚類的大量死亡，所以很快就被人們放棄了。

這時(shí)候美國魚類及漁業(yè)委員會的前雇員威廉·希爾（William Seal），以及新奧爾良的家庭醫(yī)生維奇博士（Dr. H. Veazie）都注意到一種 “頂級”的小魚，體長不過5厘米，適應(yīng)性非常好，而且繁殖非?？?，所以在美國東南部分布極為廣泛，即使是最淺最臟的水灘邊都有它們的身影，而且最妙的是，它們以孑孓和剛羽化的蚊子幼蟲為食，每只小魚平均每天可以數(shù)百只孑孓，有它生活的地方“無法找到任何種類的孑孓”。這種魚在隨后因?yàn)槌晕米犹匦员环Q為食蚊魚（mosquitofish），并在不久之后開始被人們有意識地作為生物武器大規(guī)模投放到蚊蟲肆虐的水體中。

雌性食蚊魚圖/wikipedia

捕食孑孓中的食蚊魚圖/youtube

因?yàn)槭澄敏~在控制蚊子數(shù)量上確實(shí)卓有成效，所以到了1920年左右，北美的很多地方甚至出現(xiàn)了食蚊魚專業(yè)養(yǎng)殖場，會向外免費(fèi)贈送食蚊魚。而與此同時(shí)它們的大名也開始吸引世界其它飽受蚊蟲之苦的地區(qū)，于是在1905年被引進(jìn)到夏威夷，1911年進(jìn)入臺灣島，1913年進(jìn)入菲律賓，1919年進(jìn)入日本，1921年由西班牙進(jìn)入歐洲，1927年進(jìn)入中國大陸……雖然并不能證明在所有地方食蚊魚都能有效控制蚊子，但是極少數(shù)控蚊效果出色的例子足以為它打出廣告來。比如前蘇聯(lián)索契因建立在一片沼澤地上，因此蚊災(zāi)嚴(yán)重，由此導(dǎo)致的瘧疾患病率居高不下，在1925年引入食蚊魚之后，蚊子數(shù)量下降明顯，1950年以后當(dāng)?shù)貛缀鯖]有再患瘧疾的人了，因此當(dāng)?shù)厝诉€給這種小魚立了一個(gè)紀(jì)念碑。這些廣告讓世界各地都非常歡迎食蚊魚，一度讓它成了當(dāng)年滅蚊界最靚的仔。

索契為食蚊魚立的紀(jì)念碑圖/wikipedia

然而到20世紀(jì)中后期之后，科學(xué)家們開始對食蚊魚的控蚊效果提出了質(zhì)疑，并逐漸發(fā)現(xiàn)在20個(gè)有意引入食蚊魚的國家中，僅有4個(gè)達(dá)到了控蚊效果，其它地方的效果聊勝于無。在對其中一部分地區(qū)食蚊魚的研究中發(fā)現(xiàn)，盡管食蚊魚會以蚊子幼蟲為食，但蚊子幼蟲只在食蚊魚的腸道內(nèi)容物中占極小的部分，其它的主要為浮游動物、其它魚類和兩棲動物的卵。因此引入食蚊魚的地方反而遭受到了食蚊魚的荼毒——在美國加利福利亞州，引入食蚊魚的河流中土著蠑螈幾乎滅絕，紅腿青蛙種群數(shù)量明顯減少；在澳大利亞，食蚊魚大肆捕食一種瀕危蛙類綠金腹蛙的蝌蚪；在西班牙則對伊比利亞半島的兩種齒鯉造成了重大威脅；在中國云南，則導(dǎo)致了青鳉活動范圍萎縮，比如在景洪的一個(gè)魚塘中，1973年青鳉隨處可見，但十多年后的1986年就全部被食蚊魚占領(lǐng)了。

食蚊魚不僅僅對當(dāng)?shù)赝林镌斐赏{，還會導(dǎo)致當(dāng)?shù)厮w質(zhì)量的快速下降。食蚊魚喜食浮游動物，而浮游動物以浮游植物為食，失去浮游動物的控制之后，當(dāng)?shù)厮w中浮游植物會大量增生，從而導(dǎo)致水體含氧量下降、水體出現(xiàn)綠色、透明度下降、水質(zhì)下降等現(xiàn)象。因?yàn)槭澄敏~對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)造成的嚴(yán)重破壞，以及食蚊魚的廣泛入侵，世界自然保護(hù)聯(lián)盟將其列入了全球100種最具威脅的外來入侵物種名單中。

在淺水中游弋的食蚊魚，它們會導(dǎo)致藻類增生，水質(zhì)下降圖/Flickr-schizoform

而我們?nèi)祟惸壳皩@些入侵物種的控制能力還極為有限，能夠采用的無非就是物理、化學(xué)和生物三種方法，其中物理方法就是人工捕撈，化學(xué)方法簡單理解就是投毒，生物方法就是引入天敵——這三種方法無疑都成本巨大，而且后果不可控，比如化學(xué)方法固然能清除食蚊魚，但很可能會對生態(tài)系統(tǒng)造成更嚴(yán)重的后果，生物方法則搞不好帶來新的入侵物種。而且，由于世界很多地方出于對抗瘧疾的需要，依然還在成規(guī)模引種食蚊魚，因此這種生物的入侵在未來還可能會加劇。

不過，最近有科學(xué)家發(fā)明了一種能遏制食蚊魚擴(kuò)張的“船新”方法——用機(jī)器魚！這其實(shí)是一種比較新的生物防治方案，科學(xué)家們認(rèn)為，食蚊魚對生態(tài)造成巨大破壞的原因，并不單純地在于它們出現(xiàn)在土著水體中，還在于它們?nèi)狈Σ妒痴叩膲毫Γ艑?dǎo)致了它們的肆意妄為。就算僅僅帶給它們對捕食者的恐懼，都能影響它們的行為，從而極大阻止它們的擴(kuò)張。根據(jù)這種思路，科學(xué)家們根據(jù)食蚊魚的天敵之一——大口黑鱸的形象制作了一個(gè)機(jī)器魚，并將其與食蚊魚放在一起。

大口黑鱸是一種兇猛的食肉魚類，與食蚊魚一樣名列世界百大入侵物種名單圖/Flickr-NOAA

實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常喜人，在幾周之后，處于機(jī)器魚威脅之下的食蚊魚改變了它們的習(xí)性，開始傾向于聚集在一起生活，而失去了探索外界的欲望；同時(shí)可能由于持續(xù)的恐懼，讓它們的體型變小，精子數(shù)量也開始減少（因?yàn)榭謶郑眢w被掏空？）。

機(jī)器魚與實(shí)驗(yàn)中的食蚊魚圖/sciencenews網(wǎng)頁截圖

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)最大的成果當(dāng)然不僅僅是告訴我們用機(jī)器魚能對付食蚊魚（畢竟同為百大入侵物種，它們在野外很大概率也能碰得到，不差這幾條機(jī)器魚），而是告訴我們，僅僅讓這些入侵物種感到恐懼就能控制它們的擴(kuò)張，畢竟它們只是尋常生物而已，不是無敵的異形。

那么，如果我們換個(gè)思路，比如用天敵的氣味、聲音等，是不是也能夠控制它們呢？而這些方法更有針對性，對環(huán)境的傷害也微乎其微。格局要是再放大一點(diǎn)，是不是對所有入侵的動物都能用這套呢？我們可以拭目以待了。