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如果蚊子消失,世界會怎樣?

作者:管理員 發表時間:2017-04-17 17:01:59 閱讀: 66


消滅任何一類生物體都會對生態系統造成嚴重影響,但如果是蚊子的話,說不定還真不會。 科學家們,用數據展現了他們的研究成果。

每天,吉塔娃蒂·墨菲(Jittawadee Murphy)都會打開一個炎熱、上鎖的房間,這間屋子位于馬里蘭州銀泉的沃爾特·里德(Walter Reed)陸軍研究所,里面關著一群攜帶瘧疾的蚊子(史蒂芬斯氏按蚊)。她給數以百萬計的蚊子提供碾碎的魚食作為食物,并且讓妊娠中的雌蚊從昏迷的小鼠肚子上吸血——它們一個月內吸干了24只這種嚙齒動物!墨菲研究蚊子已經20年有余,一直致力于尋找限制其所攜帶的寄生蟲的傳播方法。但是,她說,她寧愿蚊子干脆就從地球上消失。

相信支持她的人一定有很多。每年全世界范圍內會有2.47億人感染瘧疾,其中近百萬人會因此死亡。蚊子還會傳播黃熱病、登革熱、乙型腦炎、裂谷熱、基孔肯雅病毒和西尼羅河病毒,造成更加巨大的醫學與財政負擔,最近肆虐美洲的寨卡病毒也是由蚊子所傳染。然后是蟲害的因素:它們的種群數量太過密集,甚至能讓阿拉斯加的馴鹿窒息,而現在正是北半球的夏天,蚊子的數量更是達到一個季節性的高峰,整個北半球的人和動物都受到它們的叮咬和侵擾。

如果這個世界完全沒有蚊子,將會怎么樣呢?會不會有人(或者別的什么東西)會懷念它們?《自然》向研究蚊子生物學與生態學的科學家們拋出了問題,得到的答案是令人驚異的。

目前約有3500種以蚊子命名的生物,其中只有一兩百種會叮咬或者襲擾人類。它們生存在幾乎每一塊大陸的各種棲息地上,在眾多的生態系統中發揮重要作用。“蚊子已經在地球上存在了至少一億年,”墨菲說道,“它們與相當多的其他物種一起進化。”消滅一種蚊子,可能就會讓捕食者沒有食物,或讓某種植物失去傳粉的媒介。而探索一個沒有蚊子的世界已經不再只是想象中的實驗:人們已經投入了相當多的努力,就是為了消除這個最有害、最能傳染疾病的物種。

然而科學家發現,在很多情況下,由一種蚊子的消失引起的生態缺口很快就會被其他生物填滿。生活將會跟以前一樣,甚至還會更好。考慮到它們是主要的疾病傳播媒介,“很難說消滅它們會有什么壞處,只是保不準有點附帶損害。”伊利諾伊州立大學的昆蟲生態學家史蒂文·朱利亞諾(Steven Juliano)說。沒有蚊子的世界將會“對我們更安全”,來自巴西圣卡塔琳娜聯邦大學的醫學昆蟲學者卡洛斯·布里索拉·馬孔德斯(Carlos Brisola Marcondes)說,“蚊子的消失對于人類而言影響重大。”


影響最大的是北極


如果蚊子全部消失,受影響最大的區域可能是北極凍原,這里居住著撮毛伊蚊( Aedes impiger )和黑足伊蚊( Aedes nigripes )。蟲卵將會在第二年積雪融化后孵出,發展到成熟階段僅需3到4周。從加拿大北部到俄羅斯,每年都有很短的一段時間內它們數量極其龐大,在有些地區甚至會形成厚厚的蚊子云。“這在全球范圍內都是一個非常罕見的情況,”昆蟲學家丹尼爾·斯特里克曼(Daniel Strickman)說。他是美國農業部在馬里蘭州貝爾茨維爾地區的醫療和城市昆蟲學項目的負責人,他還補充道,“世界上沒有任何一個其他地方,生物的數量可以如此龐大。”




關于如果這個生物群消失了會發生些什么,科學家們持有不同的觀點。北卡羅來納州環境與自然資源部的昆蟲學家布魯斯·哈里森(Bruce Harrison)預計,若沒有蚊子作為食物,在苔原筑巢的候鳥數量將會減少50%以上。但其他的研究人員并不這樣認為。阿拉斯加費爾班克斯地區的美國漁業與野生動植物服務中心的一名野生生物學家,凱茜·庫爾比(Cathy Curby)認為,北極蚊子并沒有大量地出現在候鳥胃部的樣品中,蠓(搖蚊)才是更重要的食物來源。“人類可能高估了北極凍原的蚊子數量,因為它們只是選擇性地被我們所吸引。”她說。

蚊子平均每天從每只馴鹿上吸取高達300毫升的血液,因而我們曾經認為麋鹿群應該會選擇迎風的路線來逃離蚊群。當馴鹿群在北極的山谷中遷移時,路線上的微小變化都會引發極大影響:它們踐踏草地、啃食地衣、輸送營養物質、還會被狼群吃掉,這些最終會改變沿途的生態環境。如果將這些都考慮進來,蚊子的消失在北極地區會有相當大的影響,但是在其他地方是否也是這樣呢?



以蚊子為食的其他動物呢?

“蚊子很容易捕捉,而且吃起來味道還不錯。”密歇根州立大學的水生昆蟲學家理查德·梅里特(Richard Merritt)說。如果沒有了蚊子的幼蟲,會有數百種魚類不得不改變它們的食譜才能生存下去。“這聽起來很簡單,但飲食習慣這種特性已經深深烙印這些魚的遺傳基因中。”哈里森表示。比如說,食蚊魚(Gambusia affinis)是一種專門的蚊子捕食者,很擅長殺死蚊子,因此被養殖于稻田和泳池里作為害蟲防治的手段,沒有了蚊子,它們說不定就會滅絕。而這種魚或其他魚類的消失會對整個食物鏈的上下游產生巨大影響。

此外還有很多種類的昆蟲、蜘蛛、蠑螈、蜥蜴和青蛙也會失去這一重要的食物來源。在2010年發表的一項研究中,研究者在法國卡馬格地區的公園內噴上微生物殺蟲劑,并跟蹤觀察捕食昆蟲的毛腳燕的生存狀況。他們發現,在噴上微生物殺蟲劑之后平均每只鳥巢會產2只幼鳥,而在其他對照地點則平均孵化出3只幼鳥。

大量的捕食蚊子的鳥類很可能轉向其他昆蟲,這些昆蟲會在“后蚊子時代”大量繁殖來取代蚊子的生態位。其他的食蟲動植物可能完全不會想起它們:蝙蝠主要捕食飛蛾,而且蚊子在其腸胃內還占不到2%。“如果你正在消耗能量,”美國疾病控制與預防中心的醫學昆蟲學家珍妮特·麥卡里斯特(Janet McAllister)反問道,“你會選擇吃22盎司的蛾子牛排,還是6盎司的蚊子漢堡?” 

菜單上的選擇很多,似乎大多數昆蟲捕食者在沒有蚊子的世界也不會挨餓。看來蚊子對生態系統的影響還沒有大到讓人們暫時放棄把它們趕盡殺絕的想法。


那么幼蟲呢?


蚊子的幼蟲在全球水生生態系統里的構成了可觀的生物量,它們可以存在于一切水體中,從不管是雨后的水塘,還是樹洞,或者老舊的輪胎內。在洪水泛濫的平原,幼蟲的密度大到它們的蠕動都能在水面上引起漣漪。它們以腐爛的樹葉、有機殘渣和微生物為食。問題是,如果沒有蚊子,其他的濾食性生物是否會來替代它們?“能夠處理有機碎屑的生物有很多,蚊子并不唯一的一種,更不是最重要的一種,”朱利亞諾說,“如果你取出飛機機翼上的一個鉚釘,飛機也不可能因此停止飛行。”



也許蚊子消失實際的效果取決于具體的水體。在北美東海岸的紫瓶子草(一種豬籠草)內有一個大約25到100毫升的微型水域,而蚊子的幼蟲是這個小小的緊密團體中重要的成員。北美瓶草蚊(Wyeomyia smithii)和瓶草搖蚊(Metriocnemus knabi)是唯二居住在此的昆蟲,一同住在這里的還有輪蟲、細菌和原生動物。當其他生物掉到水里淹死后,搖蚊咀嚼其尸體,瓶草蚊的幼蟲則以殘渣為食,為植物提供比如氮一類的營養物質。在這個例子中,消除蚊子可能就會影響植物生長。

在1974年,生態學家約翰·阿迪科特(John Addicott,現就職于加拿大亞伯達省的卡里加爾大學)發表了關于豬籠草內的捕食者與獵物結構的發現,表明有蚊子幼蟲存在時,原生動物多樣性更加豐富。他認為,蚊子在進食時控制了原生動物中優勢種類的數量,使得其他原生動物得以生存。而對于植物而言,更廣泛的后果仍然不得而知。

如果蚊子提供了“生態系統服務”——即讓人類從自然中獲益,這可能會成為繼續讓蚊子存在的強有力的理由。美國羅格斯大學新布朗斯維克分校的進化生態學家迪娜·豐塞卡(Dina Fonseca)舉出蠓科的搖蚊,有時候也被認為稱為蠓科小蟲(no-see-ums)這個物種來作為對比。“人們被蠓科小蟲叮咬,或者因為它們而感染病毒、原生動物或者絲蟲,就會很想消除它們,”她說,“但是因為一些蠓科蚊子是熱帶植物如可可樹的傳粉昆蟲,消滅了它們將導致我們沒有巧克力可吃。”

成年蚊子依靠花蜜來給自身提供能量(只有某些雌蚊需要吸食血液來得到蛋白質用于產卵),如果沒有蚊子,數千種植物就將失去一種傳粉媒介。但麥卡里斯特表示,對于人類依賴的作物而言,它們的傳粉好像沒啥用。“如果哪怕有一種讓它們留在身邊的益處,我們早就利用它們了,”她說,“我們不需要蚊子的任何東西,除了讓它們走開。”(蚊子:你喜歡我哪一點?人類:我喜歡你離我遠一點。)

最終,似乎沒有蚊子可以做而其他生物不能做的事情,也許除了傳播疾病——它們極其擅長于從一個動物上吸食血液,然后在扎入到另一個動物體內,這為病原微生物的傳播提供了理想途徑。

“消除有害蚊子的生態學效果是人口會增加,這就是結果。”斯特里科曼說。許多生命將會被挽救,更多的人將不再受疾病的折磨,許多國家也不再被瘧疾所困擾。比如在撒哈拉以南的非洲地區,消滅蚊子可能會讓國民生產總值增加1.3%(這是據世界衛生組織估計每年由于疾病所消耗的GDP),這些錢可以用來加速當地發展。“蚊子的消失可以減少衛生系統與醫院的財政負擔,將用于病媒傳播疾病的公共醫療開支投入到其他需要優先解決的健康問題上,還能降低輟學率。”世界衛生組織駐馬尼拉的瘧疾科學家杰弗里·希(Jeffrey Hii)表示。

來自佛羅里達醫學昆蟲學實驗室的生態學家菲爾·盧尼博斯(Phil Lounibos)認為“消除蚊子只會暫時緩解人類的痛苦”。他的研究表明,消除一類病原微生物攜帶物種的努力都會是徒勞的,因為這個生態位缺口很快會由別的生物補上。他的團隊從佛羅里達州的垃圾場里收集了雌性黃熱病蚊(埃及伊蚊),發現其中一些已經被亞洲虎蚊(白紋伊蚊)受精,而后者會攜帶多種人類疾病。這個受精過程會使雌性黃熱病蚊失去生育能力,表明了一個物種是如何取代另一個的。

鑒于蚊子傳播疾病而導致的嚴重的人道主義與經濟后果,多數科學家會認為人類總體健康的改善會超過人口增長的代價。而在生態系統中會造成“附帶損害”的觀點,也不會為蚊子贏得到多少同情。“每一種生物在自然中都有重要作用”的浪漫觀點同樣不足以為蚊子的審判提供辯護。世界上還有蚊子,并不是人類有意留著它們肆虐,而是因為能力有限。 

因此,雖然人類會不經意把有益物種(從金槍魚到珊瑚)推到滅絕的邊緣,但人類的萬般努力都沒能讓蚊子的生存受到嚴重影響。“它們并沒有在環境中占據牢不可擊的位置,”美國蚊蟲防控協會的昆蟲學家喬·康倫(Joe Conlon)說,“如果我們明天就能讓它們消失,那它們所活躍的生態系統估計也就打個嗝,然后淡定地繼續運轉,自然會有其他的物種來替代蚊子,而至于是好是壞就說不清了。



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