嘆為觀止的精巧設(shè)計(jì)!科學(xué)家巧施“美男計(jì)”,剿滅百毒不侵害蟲

隨著人們對(duì)環(huán)境污染和濫用農(nóng)藥的擔(dān)憂,所謂的有機(jī)蔬菜,或綠色蔬菜越來(lái)越受到家庭主婦們的青睞。然而你買到的有機(jī)蔬菜真的就是原生態(tài)的,沒有污染,沒有農(nóng)藥的殘余嗎?如果你是種過蔬菜的農(nóng)民,或者了解害蟲的危害,就會(huì)知道害蟲的猖獗了,真要不用農(nóng)藥,靠人工捉蟲種出大規(guī)模的蔬菜來(lái),菜價(jià)恐怕比抗病毒期間某些無(wú)良超市翻了幾番的還要翻幾番。
不過最近,美國(guó)康奈爾大學(xué)農(nóng)業(yè)和生命科學(xué)學(xué)院昆蟲學(xué)教授安東尼·謝爾頓(Anthony Shelton)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究,巧妙地利用轉(zhuǎn)基因小菜蛾,逐步消滅了小菜蛾自己的族群。由于不再使用農(nóng)藥,也不直接對(duì)蔬菜進(jìn)行轉(zhuǎn)基因修飾,從而生產(chǎn)出完全“綠色”的“有機(jī)”蔬菜,對(duì)人類健康沒任何影響,或?qū)?duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生巨大的影響。

小菜蛾在一些一年四季都可以種植農(nóng)作物的地區(qū),包括美洲、歐洲、亞洲、新西蘭和東南亞都普遍存在。這是一種遷徙性的害蟲,雌性每次產(chǎn)卵平均達(dá)220粒,視地域不同,每年可繁殖4到19代,繁殖率極高;可以挺過零下15度的嚴(yán)寒,也可以捱過35度的高溫,順利越過冬天和夏天;對(duì)大多數(shù)殺蟲劑都產(chǎn)生了抗藥性,極具破壞力,每年要造成卷心菜、西蘭花、花椰菜和菜籽油等十字花科作物數(shù)十億美元的損失。小菜蛾可以說就是菜田里的不死小強(qiáng)。
為對(duì)付這種“百毒不侵”的害蟲,研究人員和Oxitec公司設(shè)計(jì)了一種轉(zhuǎn)基因小菜蛾。Oxitec公司是一家著名的昆蟲生物控制系統(tǒng)研發(fā)公司,曾經(jīng)通過釋放基因改造的蚊子來(lái)減少攜帶瘧疾或登革熱病毒的蚊子而聞名。

研究人員為這些小菜蛾植入了一種被稱之為“自我限制”的基因,可以讓它們的雌性后代在孵化后不久就死亡,從而逐步減少雌性數(shù)量,最終讓整個(gè)種群覆滅。
科學(xué)家們需要的是這種飛蛾的雄性后代,為此在生產(chǎn)這種飛蛾的時(shí)候,用四環(huán)素來(lái)暫時(shí)抑制這種基因,讓雌性飛蛾也能生產(chǎn),最終獲得了大量的雄性轉(zhuǎn)基因飛蛾。

科學(xué)家們用熒光物質(zhì)對(duì)這些飛蛾進(jìn)行標(biāo)記后,將它們放飛到卷心菜田里,讓它們和野生的雄性飛蛾一起競(jìng)爭(zhēng)雌性飛蛾,讓飛蛾產(chǎn)生的雌性后代在孵化后很快就死去。通過持續(xù)不斷的投放,經(jīng)過幾代之后,就可讓小菜蛾的雌性數(shù)量越來(lái)越少,而轉(zhuǎn)基因的雄蛾由于沒有雌性可以交配,最后也會(huì)完全消失,從而可以有針對(duì)性地、可持續(xù)地抑制害蟲,而無(wú)需使用殺蟲劑。
事實(shí)上從2013年到2015年,在佛羅里達(dá)州進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)地實(shí)驗(yàn)中,Oxitec就釋放了大約45萬(wàn)只轉(zhuǎn)基因雄蚊,使蚊子的總體種群數(shù)量減少了約90%,并且沒有發(fā)現(xiàn)對(duì)人類健康或環(huán)境有任何負(fù)面的影響。

不得不說,這看起來(lái)確實(shí)是一種抑制害蟲的非常巧妙,非常有效的辦法,可以促進(jìn)有機(jī)蔬菜的大規(guī)模生產(chǎn)。除非這些飛蛾、蚊子的雌性足夠聰明,可以認(rèn)出轉(zhuǎn)基因的雄性,為了種群的整體利益,讓它們歇一邊涼快去。
不過科學(xué)家們也指出,這項(xiàng)研究針對(duì)的只是一種害蟲,農(nóng)業(yè)方面還有很多害蟲,所以對(duì)農(nóng)業(yè)的影響還很小;另外對(duì)轉(zhuǎn)基因昆蟲的長(zhǎng)期影響還缺乏研究,基因操縱是否會(huì)擾亂自然界的生態(tài)循環(huán)還是一個(gè)未知數(shù)。
這項(xiàng)研究發(fā)表在1月29日《生物工程與生物技術(shù)前沿》(Frontiers in Bioengineering and Biotechnology)雜志上。