如果蚊子消失,世界會怎樣?

   日期:2016-09-18     来源:環球科學ScientificAmerica    作者:撰文|珍妮特·方(Janet Fang) 翻译|徐丽 审校|马宏    浏览:704    評論:0    
核心提示:引言: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
 

引言: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。文末有互動投票,歡迎參與。

每天,吉塔娃蒂·墨菲(Jittawadee Murphy)都会打开一个炎热、上锁的房间,这间屋子位于马里兰州银泉的沃尔特·里德(Walter Reed)陆军研究所,里面关着一群携带疟疾的蚊子(史蒂芬斯氏按蚊)。她给数以百万计的蚊子提供碾碎的鱼食作为食物,并且让妊娠中的雌蚊从昏迷的小鼠肚子上吸血——它们一个月内吸干了24只这种啮齿动物!墨菲研究蚊子已经20年有余,一直致力于寻找限制其所携带的寄生虫的传播方法。但是,她说,她宁愿蚊子干脆就从地球上消失。

相信支持她的人一定有很多。每年全世界範圍內會有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。然後是蟲害的因素: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,將會怎麽樣呢?會不會有人(或者別的什麽東西)會懷念它們?《自然》向研究蚊子生物學與生態學的科學家們抛出了問題,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,在衆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,就是爲了消除這個最有害、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。考虑到它们是主要的疾病传播媒介,“很难说消灭它们会有什么坏处,只是保不准有点附带损害。”伊利诺伊州立大学的昆虫生态学家史蒂文·朱利亚诺(Steven Juliano)说。没有蚊子的世界将会“对我们更安全”,来自巴西圣卡塔琳娜联邦大学的医学昆虫学者卡洛斯·布里索拉·马孔德斯(Carlos Brisola Marcondes)说,“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,受影响最大的区域可能是北极冻原,这里居住着撮毛伊蚊( Aedes impiger )和黑足伊蚊( Aedes nigripes )。虫卵将会在第二年积雪融化后孵出,发展到成熟阶段仅需3到4周。从加拿大北部到俄罗斯,每年都有很短的一段时间内它们数量极其庞大,在有些地区甚至会形成厚厚的蚊子云。“这在全球范围内都是一个非常罕见的情况,”昆虫学家丹尼尔·斯特里克曼(Daniel Strickman)说。他是美国农业部在马里兰州贝尔茨维尔地区的医疗和城市昆虫学项目的负责人,他还补充道,“世界上没有任何一个其他地方,生物的数量可以如此庞大。”

关于如果这个生物群消失了会发生些什么,科学家们持有不同的观点。北卡罗来纳州环境与自然资源部的昆虫学家布鲁斯·哈里森(Bruce Harrison)预计,若没有蚊子作为食物,在苔原筑巢的候鸟数量将会减少50%以上。但其他的研究人员并不这样认为。阿拉斯加费尔班克斯地区的美国渔业与野生动植物服务中心的一名野生生物学家,凯茜·库尔比(Cathy Curby)认为,北极蚊子并没有大量地出现在候鸟胃部的样品中,蠓(摇蚊)才是更重要的食物来源。“人类可能高估了北极冻原的蚊子数量,因为它们只是选择性地被我们所吸引。”她说。

蚊子平均每天從每只馴鹿上吸取高達300毫升的血液,因而我們曾經認爲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?

 

  

以蚊子爲食的其他動物呢?

“蚊子很容易捕捉,而且吃起来味道还不错。”密歇根州立大学的水生昆虫学家理查德·梅里特(Richard Merritt)说。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。”哈裏森表示。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裏作爲害蟲防治的手段,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遊産生巨大影響。

此外還有很多種類的昆蟲、蜘蛛、蝾螈、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,並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後平均每只鳥巢會産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“後蚊子時代”大量繁殖來取代蚊子的生態位。其他的食虫动植物可能完全不会想起它们:蝙蝠主要捕食飞蛾,而且蚊子在其肠胃内还占不到2%。“如果你正在消耗能量,”美国疾病控制与预防中心的医学昆虫学家珍妮特·麦卡里斯特(Janet McAllister)反问道,“你会选择吃22盎司的蛾變灒排,还是6盎司的蚊子汉堡?” 

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。

  

那麽幼蟲呢?

 

蚊子的幼蟲在全球水生生態系統裏的構成了可觀的生物量,它們可以存在于一切水體中,從不管是雨後的水塘,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、有機殘渣和微生物爲食。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,蚊子並不唯一的一種,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。”

 


在全世界的水體內,蚊子都是生物群體中重要的組成部分。

图片来源:M. & P. FOGDEN/MINDEN PICTURES/FLPA

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,一同住在這裏的還有輪蟲、細菌和原生動物。當其他生物掉到水裏淹死後,搖蚊咀嚼其屍體,瓶草蚊的幼蟲則以殘渣爲食,爲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,生态学家约翰·阿迪科特(John Addicott,现就职于加拿大亚伯达省的卡里加尔大学)发表了关于猪笼草内的捕食者与猎物结构的发现,表明有蚊子幼虫存在时,原生动物多样性更加丰富。他认为,蚊子在进食时控制了原生动物中優势种类的数量,使得其他原生动物得以生存。而对于植物而言,更广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,這可能會成爲繼續讓蚊子存在的強有力的理由。美国罗格斯大学新布朗斯维克分校的进化生态学家迪娜·丰塞卡(Dina Fonseca)举出蠓科的摇蚊,有时候也被认为称为蠓科小虫(no-see-ums)这个物种来作为对比。“人们被蠓科小虫叮咬,或者因为它们而感染病毒、原生动物或者丝虫,就会很想消除它们,”她说,“但是因为一些蠓科蚊子是热带植物如可可树的传粉昆虫,消灭了它们将导致我们没有巧克力可吃。”

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産卵),如果沒有蚊子,數千種植物就將失去一種傳粉媒介。但麥卡裏斯特表示,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,然後在紮入到另一個動物體內,這爲病原微生物的傳播提供了理想途徑。

“消除有害蚊子的生态学效果是人口会增加,这就是结果。”斯特里科曼说。许多生命将会被挽救,更多的人将不再受疾病的折磨,许多国家也不再被疟疾所困扰。比如在撒哈拉以南的非洲地区,消灭蚊子可能会让国民宅宅网总值增加1.3%(这是据世界卫生组织估计每年由于疾病所消耗的GDP),这些钱可以用来加速当地发展。“蚊子的消失可以减少卫生系统与医院的财政负担,将用于病媒传播疾病的公共医疗开支投入到其他需要優先解决的健康问题上,还能降低辍学率。”世界卫生组织驻马尼拉的疟疾科学家杰弗里·希(Jeffrey Hii)表示。

来自佛罗里达医学昆虫学实验室的生态学家菲尔·卢尼博斯(Phil Lounibos)认为“消除蚊子只会暂时缓解人类的痛苦”。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,因爲這個生態位缺口很快會由別的生物補上。他的團隊從佛羅裏達州的垃圾場裏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,而後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後果,多數科學家會認爲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,也不會爲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爲蚊子的審判提供辯護。世界上還有蚊子,並不是人類有意留著它們肆虐,而是因爲能力有限。 

因此,虽然人类会不经意把有益物种(从金枪鱼到珊瑚)推到灭绝的边缘,但人类的万般努力都没能让蚊子的生存受到严重影响。“它们并没有在环境中占据牢不可击的位置,”美国蚊虫防控协会的昆虫学家乔·康伦(Joe Conlon)说,“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,然後淡定地繼續運轉,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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