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蚊子:凶残杀手

2020-11-11吴青

大自然探索 2020年9期
关键词:疟原虫蚊子病原体

吴青

我们正在与蚊子交战。除了南极洲、冰岛和为数不多的法属波利尼西亚小岛是例外,由110万亿只蚊子组成的大军在地球表面其他每一寸土地上巡逻。咬人的雌蚊装备着至少15种让人痛不欲生的致命生物“武器”。虽然全球每年的防蚊花费高达110亿美元,且还在猛涨,但收效看来并不大——尽管蚊子致死人数(尤其是疟疾致死人数)逐年减少,蚊子对人类来说却依然是致命的杀手。

年均杀人200万

根据多种估计,自2000年以来蚊子平均每年造成200万人死亡。按照年均数来说,这方面的第二名是人类,其自相残杀致死人数为47.5万。第三名是蛇,致死人数5万。狗和白蛉并列第四,致死人数均为2.5万。采采蝇和猎蝽并列第五,致死人数均为1万。鳄鱼位列第十,致死人数为1000。其后是河马、大象和狮子,致死人数分别为500、100和100。鲨鱼和狼并列第十五,致死人数均为10。

但蚊子并非直接伤人,而是它传播的致命疾病在害人。如果没有蚊子,这些恶疾可能就不会被传染给人类,甚至这些恶疾都不会存在。我们的免疫系统很能适应我们所长期生活的环境,却不能立即适应异域。行进的军队、探险者和殖民者把疾病带到遥远的土地,但他们也被由自己企图征服之地的蚊子所携带的微生物夺命。从某种意义上说,蚊子是推动人类历史的最大非人类力量。

采采蠅

猎蝽

蚊子爱叮哪些人

蚊子的嗡嗡声是我们最熟悉的声音之一。野营一天后,你和亲朋洗完澡,躺在草坪椅子上,打开冰镇啤酒。正当你们准备开怀畅饮时,却传来蚊子的嗡嗡声。此时近黄昏,也是蚊子最喜欢的吸血时间。

虽然你听见了嗡嗡声,知道蚊子驾到,但察觉不到它在你脚踝上轻轻降落。为什么是脚踝?蚊子叮咬部位通常接近地面,而且只有雌蚊才咬人。蚊子用10秒钟寻找一根主要血管,然后带着头部的6根“针”聚焦和接近目标。它把其中两根“针”(两块锯齿状下颌骨切削刀片,它们很像是两张刀片来回移动的电动刻刀)插入(或者说锯进)你的皮肤,并且用另外两根“针”(两根牵引器)为第5根“针”——吸管(从蚊子的保护性翅鞘中伸出的“皮下注射器”)开辟通道。它用吸管吸血3~5毫克,立即排泄血液中的水分,浓缩占血液20%的蛋白质。在此过程中,它用第6根“针”把包含抗凝血剂的唾液注入吸血部位,阻止血液凝固。这会缩短它的吸血时间,从而降低你感觉到它正在吸你血的风险。这种抗凝血剂引起过敏反应,产生发痒的疮包。

蚊子叮咬是蚊子生殖所需的一种复杂而创新的进食方式——雌蚊需要人血来让它的卵子生长和成熟。不要以为蚊子专咬某些人,事实上它什么人都咬。民间一直有这样的说法:女性爱“招”蚊子;小孩容易被蚊咬;皮肤黑的人不容易遭蚊咬……其实,这些说法都不对。不过,蚊子咬某些人确实要多一些。例如,据一些统计,O型血者被蚊子咬的次数是A型血者的两倍,B型血者居于前两者之间。皮肤中某些化合物(尤其是乳酸)天然含量更高者看来更受蚊子青睐。蚊子能根据这些化合物含量分析你的血型,而这些化合物也决定着一个人的皮肤细菌和独特的身体气味。如果你体味酸臭,会让人不悦,却会增加你皮肤表面的细菌数量,这会让蚊子不喜欢你。但脚臭是个例外——臭脚所释放的细菌对蚊子来说是催情剂。此外,蚊子也被除臭剂、香水、肥皂和其他香料的气味吸引。

雌蚊用6根针状口器叮咬人。其中,蓝色针和黄色针用于锯进人皮肤,绿色针用于把蚊子的唾液注射进人皮肤,红色针用于吸血。

满天的蚊子。

蚊子特别喜欢爱喝啤酒的人。着装太靓丽也不好,因为蚊子靠视觉和嗅觉猎食。蚊子的嗅觉主要依赖潜在袭击目标呼出的二氧化碳数量,因此激动、发怒只会招来更多蚊子。蚊子在60米外就能闻到人呼出的二氧化碳。你锻炼时会呼出更多二氧化碳,而出汗会释放乳酸等化合物,因此你被蚊子关注。此外,你的体温升高也使蚊子更能选中你。由于孕妇呼出的二氧化碳数量比一般人高20%,孕妇体温也更高,因此孕妇遭蚊咬的次数是一般人的两倍,孕妇感染寨卡病毒病和疟疾等蚊媒疾病的风险也比一般人高。

雄蚊不叮人。它们的世界只有两件大事:采花蜜和繁殖。与其他飞行昆虫一样,当准备繁殖时,雄蚊在烟囱、天线、树木或人群周围聚集成群。当我们走动时,蚊群尾随不散,让人甚为烦恼。蚊群甚至能延伸超过300米高度,就像龙卷风的漏斗云。当雄蚊聚集在你头顶上方时,雌蚊飞进雄蚊群中寻找配偶。虽然雄蚊在一生中频繁交配,但交配一次的精子数量就足够雌蚊产生一大批后代。雌蚊存储精子,把它们逐个分配给每一个卵子授精。雌蚊的短暂激情为生殖提供了两个基本要素之一,而另一个要素就是你的血液。

反复叮人和产卵

回到营地,你刚刚完成了耗费体力的徒步旅行,在身上抹香皂洗澡,擦干身子后喷上香体液,然后穿上红蓝色沙滩装。此时近黄昏,疟蚊的晚餐时间。雌蚊在与雄蚊交配后,吸了你的血带走。这些血的重量是雌蚊体重的3倍。它在最近处找到一个垂直表面,在重力帮助下继续排掉你血液中的水。采用浓缩血液,它将在未来几天里让卵子发育。然后,它把大约200只卵产到小水坑表面。说是小水坑,可能只不过是在一只被踩扁的啤酒罐表面的积水。雌蚊总是把卵产在水中,但它无需多少水。

在1~3周的生命期里,雌蚊反复叮人和产卵。虽然它最远能飞到3000米以外,但它实际上很少飞到自己出生地周围400米以外。如果温度够高,两到三天内蚊卵就会孵化为在水中扭动、觅食的幼虫(孑孓)。如果温度不够,这个时间就会长一些。幼虫很快变成上下颠倒、逗号形状、身体歪斜的毛虫。毛虫通过从露出水面的臀部伸出的两个呼吸角呼吸。几天后,幼虫的保护性体壳裂开,成年蚊子飞出,新一代“魔鬼”雌蚊已准备好叮人。蚊子的成熟过程只需大约1周。

白纹伊蚊(亚洲虎蚊)的幼虫。

病原体为什么杀人

蚊子所携带的细菌、病毒和寄生虫等病原体引发了无数灾难,主导着人类历史进程。为什么这些病原体会进化到消灭宿主——人的地步?如果我们暂时抛开偏见,就会发现这些病原体与人类一样经历了自然选择过程。这就是它们至今会让我们生病、死亡和它们难以被清除的原因。你可能会困惑:既然人类是这些病原体的宿主,也就是说人类为病原体提供了“寄宿”,那么为什么病原体要杀死自己的宿主?没错,病原体致病会致人死亡,但病原体利用疾病症状来帮助自己传播和繁殖。如此看来,病原体真的很狡猾。一般而言,病原体在杀死宿主前会确保自己的传播与复制。包括导致我们食物中毒的沙门氏菌在内的一些微生物和多种寄生虫都在等待自己被吞噬——也就是一种生物吃另一种生物。

疟原虫(黄色)破坏红血球(示意图)。

有很多水生传播疾病,其中包括贾第虫病、霍乱、伤寒、痢疾和肝炎。包括普通感冒、24小时流感和真流感在内的其他多种疾病通过咳嗽和打喷嚏传染。天花之类的疾病通过伤口、受污染物体或咳嗽直接或间接传播。还有一些疾病通过性行为传播,其中许多恶毒病原体在孕妇子宫内传给胎儿。

导致斑疹伤寒症、黑死病(淋巴腺鼠疫)、南美锥虫病和嗜眠病(锥体虫病)的微生物,搭载的是由带菌者(传播疾病的生物体,例如虱子、白蚁、蝇、扁虱和蚊子)提供的“免费便车”。为了让自己的生存概率最高,许多微生物使用多重手段。疾病的多种症状其实是微生物传播疾病的多种模式,这些模式有效地帮助微生物繁殖和其物种存在。微生物为自己的生存而战,和我们为自己的生存而战没有两样。微生物在进化节奏上领先我们一步,因为它们持续变形以绕开我们企图借以清除它们的最好手段。

适应环境的高手

为了了解蚊子对人类历史的深远影响,首先有必要认识蚊子自身和蚊子传播的疾病(蚊媒疾病)。有一个被错误归于达尔文的说法:“存活下来的并不是最强壮者,也不是最聪明者,而是最能适应变化者。”不管这句话到底是谁说的,蚊子和蚊媒疾病(尤其是疟疾寄生虫病)都是这句话的最好例子。蚊子是进化性适应高手,它们在几代之内就能适应变化的环境。在1940~1941年德国闪电战期间,随着德军轰炸伦敦,一些孤立的库蚊种群与伦敦市民一起被隔离在伦敦地下防空洞中。這些蚊子很快就从原来吸鸟血变成了吸食老鼠血和人血。现在,它们已经是明显有别于其地面祖先的另一个蚊种。就这样,原本需要花成千上万年才能完成的进化,竟然在不到100年内就完成了。

蚊子不仅有奇迹般的适应能力,而且非常“自恋”。与其他昆虫不同,蚊子不会在任何有用的意义上为植物授粉,不会让空气进入土壤,也不会消化废物。与大众认识相反,蚊子根本不构成其他任何动物不可或缺的食物来源。除了延续自己的种类,还或许除了杀人之外,蚊子没有其他生存目的。作为顶级掠食者,蚊子与人类的关系看来只在于蚊子要“控制人口失控性增长”。

伦敦地下库蚊。

两种恶毒的蚊媒疾病

在整个人类历史中,蚊子传播的两种恶疾——疟疾和黄热病一直是死亡和历史变化的主要推手。人在被携带疟原虫的蚊子叮咬后,罪大恶极的疟原虫会在被感染者肝脏内变异、繁殖长达一两周,在此期间不会导致任何症状。然后,变异过的疟原虫大军从肝脏暴发而出,侵犯血液。它们附着在红血球上,穿透红血球的外层防御,大啖红血球内部的血红蛋白。疟原虫在红血球内会经过另一次变形和繁殖周期。胀满的红血球最终爆裂,喷射出两种形式的疟原虫。其中原来形式的疟原虫前去进犯新鲜红血球,新的“无性”形式的疟原虫漂浮在血流中,等待蚊子传播。

疟原虫是变形专家,正是它的这种基因灵活性导致我们难以用药物或疫苗清除或抑制它。被感染者至此已严重发病,先是发冷,然后是41℃的高烧。患者不得不卧病在床,汗湿床单,扭曲痉挛,赌咒发誓,痛苦呻吟,肝脾肿大,皮肤发黄,呕吐不止。随着红血球每一次爆裂,疟原虫从红血球中暴发而出,患者都会以精确时间间隔发烧。随着疟原虫在新的红血球内进食和繁殖,退烧。

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