Information

Finns det några biverkningar av utrotning av myggor?

Finns det några biverkningar av utrotning av myggor?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Anta att vi har förmågan att få myggor att utrotas, vilka skulle de troliga effekterna (på sjukdomar och ekosystem till exempel) vara av ett sådant utrotning? I huvudsak, vilka roller i naturen utför myggor?


Det var faktiskt precis en sådan artikel i Nature nyligen.

"De upptar inte en ointaglig nisch i miljön", säger entomolog Joe Conlon, från American Mosquito Control Association i Jacksonville, Florida. "Om vi ​​utrotade dem i morgon kommer ekosystemen där de är aktiva att hicka och sedan fortsätta med livet. Något bättre eller sämre skulle ta över."


Eliminera Culicidae (myggor) eftersom vissa av arterna överför virus är en mycket dålig idé. Jag har använt efternamnet för att få dig att inse att det finns mer än 3500 arter av myggor och endast ett fåtal är ansvariga för överföringen av sjukdomar eller virus.

För det första är mygghanen viktiga pollinatörer av flera blommor (här är ett exempel på några http://www.mosquitoreviews.com/mosquitoes-niche-pollinate.html ).

För det andra är myggor en viktig matkälla för flera rovdjur, såsom fladdermöss, fåglar, grodor och fiskar. Om du tycker att det är försumbart, kom bara ner till Quebec i augusti och försök gå naken i skogen, du kommer att se tusentals glada kvinnliga myggor på huden på en minut.

Att eliminera arter eftersom det har vissa konsekvenser för människor är att se världen som en enkel sak. Ekosystemen är komplexa och att ta bort en grupp djur kommer att få konsekvenser för resten av ekosystemets medlemmar inklusive oss. Kontroll av befolkningen är en mycket bättre idé. Till exempel i Montreal hotar SOPFIM avloppet med larvicid (metopren) för att kontrollera myggbefolkningen i staden. De hotar också träsket nära staden. Men det mest effektiva sättet att minska myggantalet är genom att ta bort stillastående vatten (däck, plastpåse...). Och orsaken till dessa ansträngningar, det finns väldigt få fall av VNO i Montreal. Så innan du gör det till det extrema, utbilda folket om myggornas biologi och kontrollera befolkningen.

Skål


Skulle det vara fel att utrota myggor?

Myggan är det farligaste djuret i världen och bär på sjukdomar som dödar en miljon människor om året. Nu har Zika-viruset, som bärs av myggor, kopplats samman med tusentals barn som fötts med hjärnfel i Sydamerika. Ska insekterna utplånas?

Det finns 3 500 kända arter av myggor, men de flesta av dem stör inte människor alls, de lever av växt- och fruktnektar.

Det är bara honorna från bara 6 % av arterna som tar blod från människor - för att hjälpa dem att utveckla sina ägg. Av dessa bär bara hälften på parasiter som orsakar mänskliga sjukdomar. Men effekterna av dessa 100 arter är förödande.

"Hälften av världens befolkning löper risk att drabbas av en myggburen sjukdom", säger Frances Hawkes från Natural Resources Institute vid University of Greenwich. " De har haft en otalig inverkan på mänsklig misär."


Finns det några biverkningar av utrotning av myggor? - Biologi

Här är en fråga som bara uppstår för galningar och genetiker…

Hur får man en gen som dödar en art att spridas genom en hel population?

Du kan antingen göra din gen dödlig, och därför omöjlig att föra vidare, eller inte – och göra den värdelös. Lösningen i det förflutna har varit att försöka skapa så kallade “tysta” gener som kan spridas i en population utan några negativa biverkningar, till exempel genom att antingen introducera en dödlig svaghet hos en människa som gjorts kemikalie i ett artgenom , eller skapa vilande men dödliga gener som kan aktiveras när den högra triggern visar sig.

Nyligen, med tillkomsten av avancerad ny in vivo genredigeringsteknik, har det blivit möjligt att göra gener som verkar trotsa evolutionen – och det betyder att vi snart kan börja släppa ut djur som bär på undergångsdagen, eller, utrotningsgener, som sprider sig med häpnadsväckande hastighet och som till slut dödar en hel art, eller till och med hela ekosystem.

Det låter som science fiction och mardrömmar, och många hävdar att det är där den här typen av teknik borde stanna.

Men ett sådant djur existerar, och det sitter just nu i ett laboratorium på Imperial College London. En apokalyptisk mygga som bär på en gen som en dag kan göra slut på hela sin art. Det representerar ett kontroversiellt förslag för att få ett slut på plågan av malaria, som dödar hundratusentals människor varje år, genom att utplåna myggorna som sprider sjukdomen. Det representerar också en fundamentalt ny förmåga för mänskligheten – kraften att enkelt och selektivt släcka en hel underkategori av livet på jorden. Och det nya namnet för denna teknik? Gene Drive.

Låter det ganska godartat, eller hur? Förutom faktumet, när det kombineras med en utrotningsgen, som till exempel i detta fall introducerar sterilitet i en hel population, är det allt annat än.

Gene Drive är en metod som på konstgjord väg ökar en gens nedärvningsgrad – dessa finns i hela naturen, men trots årtionden av teoretiseringar har ingen, förrän nu, och sporrats av tillkomsten av CRISPR, en revolutionerande genredigeringsteknik som också är går under namnet “Genesis Engine“, hade ett gångbart sätt att utnyttja den.

CRISPR och genredigering 101

CRISPRs "molekylära sax" är faktiskt lånade från virus, vilket gör det möjligt för forskare att byta ut en gen i en levande organism mot en annan gen, till exempel en domedagsgen, efter eget val, och om du kan få din gen skarvad i könscellerna av en art så kan du garantera att den nya egenskapen kommer att föras vidare genom generationerna – klassiskt, utan Gene Drive, kan du introducera bara en 50% chans.

Chansen är 50 % eftersom könsceller, som praktiskt taget alla andra celltyper hos människor och myggor, har två kopior av vårt genom, så när forskare splitsar in sin attackgen kommer den att sitta mittemot en andra, helt normal kopia av genen den just ersatte. Detta innebär att när de två kopiorna dras isär för att bilda halvgenomen av två nya, separata spermieceller, kommer endast en av dessa nya spermieceller att ha skarvningen i sekvens. Den andra kommer att bära samma gen som den skulle ha, oavsett.

Så om den inskarvda genen sänker den “evolutionära konditionen”, kommer allt som kommer att hända att den andra hälften av avkomman kommer att trivas, och som ett resultat kommer de infekterade “genetiskt förlamade” individerna snabbt att avlas ur befolkningen.

Imperial Colleges domedagsmygga kommer runt dessa problem genom att tillämpa två innovationer.

För det första tvingar den sig in i 99% av en myggas spermieceller och därmed in i 99% av dess avkomma. Det kan göra detta genom att utnyttja den naturliga processen av genomets provläsningsförmåga. När den syntetiska genen har skarvats in för att ersätta en målgen, kan forskare designa systemet för att avsiktligt skada den andra, naturliga kopian av den målgenen. Gör tillräckligt med skada och cellens maskineri dyker upp för att reparera den till det normala. Men vad är normalt? Tja, DNA-dubbelhelixen tillhandahåller en mall och reparationsenzymer slutar med att använda den splitsade genen som guide för hur den “naturliga versionen” ska se ut.

När den naturliga versionen av vår gen har "reparerats" till den konstruerade versionen, har båda alleler, eller kopior, av genen den nya konstgjorda sekvensen. Nu, när könscellen delar sig i två spermier, både dessa spermier får den modifierade versionen av genen. Så nu, oavsett vilken av dessa spermieceller som fortsätter att befrukta ett ägg, kommer den resulterande myggan att ärva den införda attackgenen. Och könscellerna från dessa avkommor får Gene Drive-effekten, för den vidare till nästa generation, och nästa, och nästa och så vidare och så vidare.

Men det finns fortfarande ett problem. Om infekterade myggor föder 99 % försvagade myggor, kommer dessa myggor helt enkelt att födas upp av normala individer från helt separata föräldrar, och attacken kommer inte att leda någonstans. Nyckeln till denna mygga “bomb” är att medan 99% av avkomman får den konstruerade genen, orsakar den genen inga problem när det bara finns en kopia.

Så försök att följa räkningen här.

Forskare splitsar en kopia av sin experimentella gen direkt i en könscell, där den sedan förstör och ersätter den andra kopian och gör sig själv till cellens enda version av den genen. Sedan delas könscellen i två spermieceller, som var och en har en infekterad kopia i sitt halvstora genom. Detta infekterade halvgenom befruktar sedan ett icke-infekterat ägg genom normal avel med en annan mygga, kombinerat för att göra en ny mygga med en kopia av vår syntetiska gen, från vår infekterade mans spermiecell, och en kopia av den naturliga genen, från oinfekterad honans äggcell.

Nu är 99% av våra infekterade hanars avkommor infekterade med en enda kopia av genen vi infogade och blir bärare som inte visar några negativa effekter. De flesta vanliga gener som sprids genom myggpopulationen genom naturliga processer måste spridas utan Gene Drive-förmågan att driva dem till 99% av avkomman mycket snabbt, vilket innebär att även mycket fördelaktiga gener inte kommer att kunna spridas lika snabbt som våra tysta, till synes värdelös en. Utan några nackdelar med att påverka evolutionen mot det, kommer vår gen att spridas genom befolkningen på bara ett fåtal generationer.

Så småningom kommer den att nå en sådan mättnadsnivå i befolkningen att dessa fullt fungerande bärarmyggor kommer att börja para sig med varandra av en ren slump, varje donerar infekterade spermier eller äggceller 99 % av tiden, och ger därmed upphov till praktiskt taget alla dubbelinfekterade avkommor. Dess dessa avkomma, med båda kopiorna av genen infekterade från befruktningen, som uttrycker den genetiska attacken. Honorna vid sådana parningshändelser är helt sterila, medan hanarna är fria att fortsätta avla och överföra sjukdomen.

Vad detta betyder är att när Gene Drive börjar skapa ett stort antal sterila, dubbelinfekterade myggor, kommer den totala populationen redan att ha infekterats för hårt för att föda upp den. Med Gene Drive för att få genen att spridas trots evolutionen, bör processen fortsätta tills det helt enkelt inte finns några livskraftiga mygghonor kvar att avla med. Enligt Imperial College-teamets beräkningar skulle detta gendrivande tillvägagångssätt helt kunna utplåna en population av myggor på så lite som 11 generationer, eller ungefär ett år.

För att sätta detta i perspektiv, i det här fallet är detta en genetisk modifiering som utplånar malaria genom att utplåna myggan. I mänskliga termer kan man jämföra det med att utplåna hiv genom att utplåna människor, och även om det finns argument för båda sidor av stängslet är det faktum att vi nu har tekniken, och det faktum att vi dessutom redan har använt den för att skapa det som kommer att kallas Doomsday Mosquito som mänskligheten kommer att hamna i moraliskt och etiskt dödläge.

Botar du sjukdomen som dödar miljontals människor genom att genetiskt modifiera en art för att dö ut? Och om vi kan genetiskt modifiera en art för att dö ut, vilken art är nästa? Oss?

Den sista, hur skrämmande den än kan låta, är inte så långsökt som man kan tro, och regeringar runt om i världen har redan satt upp detta “ultimat biovapen” på sin bevakningslista. När vår förståelse för denna teknik och denna förmåga går framåt, och när kostnaderna fortsätter att sjunka, är det allt lättare att se hur en terroristgrupp en dag skulle kunna använda den för att tyst och subtilt döda en hel ras, eller befolkning, av människor. Och om du tror att det är ett stort steg så är det oroväckande nog inte det.

Tack vare Human Genome Project kan vi redan identifiera och kategorisera individer med specifika egenskaper – allt från färgen på deras hår till färgen på deras hud – såväl som deras evolutionära härstamning och tack vare framväxten av CRISPR och Synthetic Biologi vi har nu de verktyg vi behöver för att hjälpa oss att skapa hela artificiella genom från grunden. Till 2036 tror forskare till exempel att de kanske till och med kan använda CRISPR-teknik för att göra världens första konstgjorda människa (etiken tillåter, vilket de naturligtvis inte kommer att göra, eller åtminstone på kort sikt).

Om vi ​​har teknologin för att eliminera en hel art från jordens yta – för alltid, så är det enda som hindrar oss från att dra den genetiska utlösaren vår moraliska kompass och vår tro på vår förmåga att kontrollera resultatet och nästa gång det finns en massutrotning, det kanske inte är en asteroid som är den skyldige.


Ekologi: En värld utan myggor

Att utrota vilken organism som helst skulle få allvarliga konsekvenser för ekosystemen – eller hur? Inte när det kommer till myggor, finner Janet Fang.

Varje dag låser Jittawadee Murphy upp ett varmt, hänglåst rum på Walter Reed Army Institute of Research i Silver Spring, Maryland, till en svärm av malariabärande myggor (Anopheles stephensi). Hon ger miljontals larver en diet av mald fiskmat och erbjuder de gravida honorna blod att suga från magen på medvetslösa möss – de dränerar 24 av gnagarna i månaden. Murphy har studerat myggor i 20 år och arbetat på sätt att begränsa spridningen av parasiter som de bär på. Ändå, säger hon, skulle hon hellre att de skulle utplånas från jorden.

Den känslan är allmänt delad. Malaria infekterar cirka 247 miljoner människor över hela världen varje år och dödar nästan en miljon. Myggor orsakar en enorm ytterligare medicinsk och ekonomisk börda genom att sprida gula febern, denguefeber, japansk encefalit, Rift Valley-feber, Chikungunya-virus och West Nile-virus. Sedan är det skadedjursfaktorn: de bildar svärmar som är tillräckligt tjocka för att kväva caribou i Alaska och nu, när deras antal når en säsongsbetonad topp, sänks deras snabel ner i mänskligt kött över norra halvklotet.

Så vad skulle hända om det inte fanns några? Skulle någon eller något sakna dem? Natur ställde denna fråga till forskare som utforskar aspekter av myggbiologi och ekologi, och grävde fram några överraskande svar.

Det finns 3 500 namngivna arter av myggor, varav bara ett par hundra biter eller stör människor. De lever på nästan alla kontinenter och livsmiljöer och fyller viktiga funktioner i många ekosystem. "Myggor har funnits på jorden i mer än 100 miljoner år", säger Murphy, "och de har utvecklats tillsammans med så många arter längs vägen." Att utplåna en art av myggor kan lämna ett rovdjur utan byte, eller en växt utan en pollinator. Och att utforska en värld utan myggor är mer än en övning i fantasi: intensiva ansträngningar pågår för att utveckla metoder som kan befria världen från de mest fördärvliga, sjukdomsbärande arterna (se 'Krig mot de bevingade').

Ändå erkänner forskare i många fall att det ekologiska ärr som en saknad mygga lämnat efter sig skulle läka snabbt eftersom nischen fylldes av andra organismer. Livet skulle fortsätta som förut - eller ännu bättre. När det gäller de stora sjukdomsvektorerna är det "svårt att se vad nackdelen skulle vara med borttagning, förutom för andra skador", säger insektsekolog Steven Juliano, vid Illinois State University i Normal. En värld utan myggor skulle vara "säkrare för oss", säger medicinsk entomolog Carlos Brisola Marcondes från Federal University of Santa Catarina i Brasilien. "Elimineringen av Anopheles skulle vara mycket betydelsefullt för mänskligheten."

Eliminering av myggor kan göra den största ekologiska skillnaden i den arktiska tundran, hem för myggarter inklusive Aedes impiger och Aedes nigripes. Ägg som läggs av insekterna kläcks nästa år efter att snön smälter, och utvecklingen till vuxna tar bara 3–4 veckor. Från norra Kanada till Ryssland finns det en kort period då de är extraordinärt rikliga, i vissa områden bildar tjocka moln. "Det är en exceptionellt sällsynt situation över hela världen", säger entomolog Daniel Strickman, programledare för medicinsk och urban entomologi vid US Department of Agriculture i Beltsville, Maryland. "Det finns ingen annan plats i världen där det finns så mycket biomassa."

"Om det hade varit en fördel med att ha dem i närheten, skulle vi ha hittat ett sätt att utnyttja dem. Vi har inte velat ha något av myggor förutom att de ska försvinna. , ”

Åsikterna går isär om vad som skulle hända om den biomassan försvann. Bruce Harrison, entomolog vid North Carolina Department of Environment and Natural Resources i Winston-Salem uppskattar att antalet flyttfåglar som häckar i tundran kan minska med mer än 50 % utan myggor att äta. Andra forskare håller inte med. Cathy Curby, en vildlivsbiolog vid US Fish and Wildlife Service i Fairbanks, Alaska, säger att arktiska myggor inte dyker upp i fåglars magprov i stort antal, och att myggor är en viktigare källa till föda. "Vi (som människor) kan överskatta antalet myggor i Arktis eftersom de selektivt attraheras av oss", säger hon.

Myggor konsumerar upp till 300 milliliter blod om dagen från varje djur i en caribouflock, som tros välja vägar som vänder mot vinden för att undkomma svärmen. En liten förändring av vägen kan få stora konsekvenser i en arktisk dal genom vilken tusentals caribou vandrar, trampar marken, äter lavar, transporterar näringsämnen, matar vargar och förändrar allmänt ekologin. Sammantaget skulle alltså myggor saknas i Arktis - men gäller samma sak någon annanstans?

"Myggor är läckra saker att äta och de är lätta att fånga", säger vattenentomolog Richard Merritt, vid Michigan State University i East Lansing. I frånvaro av deras larver skulle hundratals fiskarter behöva ändra sin kost för att överleva. "Det här kan låta enkelt, men egenskaper som utfodringsbeteende är djupt inpräntade, genetiskt, i de fiskarna", säger Harrison. Myggfisken (Gambusia affinis), till exempel, är ett specialiserat rovdjur - så effektivt att döda myggor att det lagras i risfält och simbassänger som skadedjursbekämpning - som kan dö ut.Och förlusten av dessa eller andra fiskar kan få stora effekter upp och ner i näringskedjan.

Många arter av insekter, spindlar, salamander, ödlor och grodor skulle också förlora en primär födokälla. I en studie som publicerades förra månaden spårade forskare insektsätande husmartins i en park i Camargue, Frankrike, efter att området besprutats med ett mikrobiellt myggmedel 1 . De fann att fåglarna producerade i genomsnitt två ungar per bo efter besprutning, jämfört med tre för fåglar på kontrollplatser.

De flesta myggätande fåglar skulle förmodligen byta till andra insekter som, efter myggor, skulle kunna dyka upp i stort antal för att ta deras plats. Andra insektsätare kanske inte missar dem alls: fladdermöss livnär sig mest på nattfjärilar och mindre än 2 % av deras tarminnehåll är myggor. "Om du förbrukar energi", säger medicinsk entomolog Janet McAllister från Centers for Disease Control and Prevention i Fort Collins, Colorado, "ska du äta 22-ounce filet-mignon-malen eller 6-ounce hamburgermyggan? "

Med många alternativ på menyn verkar det som att de flesta insektsätare inte skulle gå hungriga i en myggfri värld. Det finns inte tillräckligt med bevis för ekosystemstörningar här för att ge utrotarna en eftertanke.

Som larver utgör myggor en betydande biomassa i akvatiska ekosystem globalt. De finns i överflöd av vattendrag som sträcker sig från tillfälliga dammar till trädhål 2 till gamla däck, och tätheten av larver på översvämmade slätter kan vara så hög att deras vridning skickar ut krusningar över ytan. De livnär sig på ruttnande löv, organiskt detritus och mikroorganismer. Frågan är om andra filtermatare skulle träda in utan myggor. "Många organismer bearbetar detritus. Myggor är inte de enda inblandade eller de viktigaste", säger Juliano. "Om du slår ut en nit ur ett flygplans vinge är det osannolikt att planet kommer att sluta flyga."

Effekterna kan bero på vattenförekomsten i fråga. Mygglarver är viktiga medlemmar i de tätt sammansvetsade samhällena i 25–100 milliliters bassänger inuti kannaväxter 3 , 4 (Sarracenia purpurea) på Nordamerikas östkust. Arter av myggor (Wyeomyia smithii) och midge (Metriocnemus knabi) är de enda insekterna som lever där, tillsammans med mikroorganismer som hjuldjur, bakterier och protozoer. När andra insekter drunknar i vattnet tuggar myggorna upp sina kadaver och mygglarverna livnär sig på avfallsprodukterna, vilket gör näringsämnen som kväve tillgängliga för växten. I det här fallet kan eliminering av myggor påverka växternas tillväxt.

År 1974 publicerade ekologen John Addicott, nu vid University of Calgary i Alberta, Kanada, fynd om rovdjurs- och bytesstrukturen i kannaväxter, och noterade mer protozodiversitet i närvaro av mygglarver 5 . Han föreslog att när larverna äter, håller de ner antalet dominerande arter av protozoer och låter andra bestå. De bredare konsekvenserna för anläggningen är inte kända.

Ett starkare argument för att hålla myggor kan hittas om de tillhandahåller "ekosystemtjänster" - de fördelar som människor får av naturen. Evolutionsekolog Dina Fonseca vid Rutgers University i New Brunswick, New Jersey, pekar som en jämförelse med de bitande myggorna i familjen Ceratopogonidae, ibland känd som no-see-ums. "Människor som blir bitna av inte-se-ums eller infekteras genom dem med virus, protozoer och filariska maskar skulle älska att utrota dem", säger hon. Men eftersom vissa ceratopogonider är pollinatörer av tropiska grödor som kakao, "skulle det resultera i en värld utan choklad".

Utan myggor skulle tusentals växtarter förlora en grupp pollinatörer. Vuxna är beroende av nektar för energi (endast honor av vissa arter behöver en måltid blod för att få i sig de proteiner som behövs för att lägga ägg). Ändå säger McAllister att deras pollinering inte är avgörande för grödor som människor är beroende av. "Om det hade varit en fördel med att ha dem i närheten, skulle vi ha hittat ett sätt att utnyttja dem", säger hon. "Vi har inte velat ha något från myggor förutom att de ska försvinna."

I slutändan verkar det finnas få saker som myggor gör som andra organismer inte kan göra lika bra - utom kanske en. De är dödligt effektiva på att suga blod från en individ och föra in det i en annan, vilket ger en idealisk väg för spridning av patogena mikrober.

"Den ekologiska effekten av att eliminera skadliga myggor är att man har fler människor. Det är konsekvensen", säger Strickman. Många liv skulle räddas många fler skulle inte längre utplånas av sjukdom. Länder som befrias från sin höga malariabörda, till exempel i Afrika söder om Sahara, kan återfå de 1,3 % av tillväxten i bruttonationalprodukten som Världshälsoorganisationen uppskattar att de kostar av sjukdomen varje år, vilket potentiellt kan påskynda deras utveckling. Det skulle bli "mindre börda på hälsosystemet och sjukhusen, omdirigering av folkhälsoutgifter för kontroll av vektorburna sjukdomar till andra prioriterade hälsofrågor, mindre frånvaro från skolor", säger Jeffrey Hii, malariaforskare för Världshälsoorganisationen i Manila .

Phil Lounibos, en ekolog vid Florida Medical Entomology Laboratory i Vero Beach säger att "att eliminera myggor skulle tillfälligt lindra mänskligt lidande". Hans arbete tyder på att ansträngningar för att utrota en vektorart skulle vara meningslösa, eftersom dess nisch snabbt skulle fyllas av en annan. Hans team samlade in gula febermyggor (Aedes aegypti) från skrotgårdar i Florida och fann att en del hade inseminerats av asiatiska tigermyggor (Aedes albopictus), som bär på flera mänskliga sjukdomar. Inseminationen steriliserar de kvinnliga gulfebermyggorna - vilket visar hur en insekt kan köra om en annan.

Med tanke på de enorma humanitära och ekonomiska konsekvenserna av myggspridd sjukdom, skulle få forskare föreslå att kostnaderna för en ökad mänsklig befolkning skulle uppväga fördelarna med en hälsosammare. Och den "kolllaterala skadan" som känns på andra håll i ekosystemen köper inte heller mycket sympati. Den romantiska föreställningen om att varje varelse har en viktig plats i naturen kanske inte räcker för att hävda myggans fall. Det är begränsningarna av myggdödande metoder, inte begränsningarna av avsikt, som gör en värld utan myggor osannolik.

Och så, medan människor oavsiktligt driver fram nyttiga arter, från tonfisk till koraller, till kanten av utrotning, kan deras bästa ansträngningar inte på allvar hota en insekt med få försonande egenskaper. "De upptar inte en ointaglig nisch i miljön", säger entomolog Joe Conlon, från American Mosquito Control Association i Jacksonville, Florida. "Om vi ​​utrotade dem i morgon kommer ekosystemen där de är aktiva att hicka och sedan fortsätta med livet. Något bättre eller sämre skulle ta över."


Självförstörande myggor

Under vanliga omständigheter skulle ingen Floridian med självrespekt gå med på att någon avsiktligt släpper lös myggor i deras grannskap. Men en genmanipulerad version av Aedes aegypti skapat av biovetenskapsföretaget Oxitec förändrar det. Företagets Friendly™-hanmyggor skickar en genetisk självförstöringskod till alla sina bloddrickande och dengue-smittande kvinnliga avkommor, vilket med tiden undertrycker den lokala Aedes aegypti befolkning. Florida Keys Mosquito Control District genomför ett pilotprojekt för samarbete med Oxitecs Friendly™-myggor i små områden i Florida Keys våren 2021.

Redaktörens anmärkning: Vi uppmanar till kommentarer och begär att de är civila och aktuella. Vi modererar eller tar inget ansvar för kommentarer, som ägs av läsarna som postar dem. Kommentarer representerar inte åsikterna från Reason.com eller Reason Foundation. Vi förbehåller oss rätten att när som helst radera alla kommentarer av vilken anledning som helst. Rapportera övergrepp.

Det är verkligen “suger” om du är en mygga.

Vad kan gå fel?

Bär mask, anka och överdrag så kommer du att klara dig.

Häftigt! Gör nu, um, en högre art.

Nej, strunt i det. Demokrater är bara en annan form av gnälliga blodsugare.

Och ännu en gång längtar jag efter en "gilla"-knapp.

Det gjorde de redan. Det är anledningen bakom pressen för Covid-vaccinet.

Jag känner en kille inom det här fältet, och det har varit en riktigt kapprustning. Han gör de vuxna honorna flyglösa istället för att förstöra sig själva, så larvstadiet är fortfarande funktionellt och kan konkurrera om resurser med vildtypslarven. Om Oxitec dödar honor i larvstadiet, kanske det inte är så effektivt som de hoppas.

Det sterila manliga releaseprogrammet fungerade utmärkt för skruvmaskar, så förhoppningsvis är detta lika effektivt utan problem.

Det låter som att de släpper hanar som kommer att producera sterila kvinnliga avkommor. Vad som inte framgår av utdraget av artikeln är om den manliga avkomman också kommer att föra vidare den självförstörande genetiken till sin kvinnliga avkomma.

Om så är fallet är detta lite av ett farligt steg för att föreviga en utrotning av en art.

Folk hävdar ofta att myggor inte tjänar något positivt syfte i ekosystemet, men det är inte sant. Myggor är nummer 1 mördare av de mest genomgripande och dominerande arterna på jorden. En art som är känd för att orsaka massiva miljöförändringar som dödar andra arter.

Myggor är bokstavligen det mest effektiva djuret på planeten för att hålla dessa irriterande människor i schack.

Från Oxitec: Under dessa fälttester kommer Oxitec att släppa ut manliga myggor som är genetiskt modifierade för att bära ett protein som kommer att hämma överlevnaden för deras kvinnliga avkommor när de parar sig med vilda mygghonor. Den manliga avkomman kommer att överleva och bli fullt fungerande vuxna med samma genetiska modifiering, vilket ger effektivitet i flera generationer som i slutändan kan leda till en minskning av Aedes aegypti-myggpopulationer i utsättningsområdena. EPA förutser att detta kan vara ett effektivt verktyg för att bekämpa spridningen av vissa myggburna sjukdomar som Zika-viruset i ljuset av växande motståndskraft mot nuvarande insekticider.

Om det förs vidare till framtida generationer, då borde de vara riktigt, *verkligen*, säkra på effekten.

Vilken möjlig effekt förväntar du dig? Även om vi till 100% blev av med myggor i regionen imorgon är det som skulle hända modellerat … och det visar sig inte vara en hel del. Människor är friskare. Djur är friskare. Allt naturen gör är inte positivt.

Den nuvarande vetenskapliga/reglerande etableringen är alldeles för riskvillig, vilket tyvärr är ett symptom på den oro du visar. Det är en risk värd att ta.

Vi diskuterar den genetiska sammansättningen av myggor här … inte människor. Och det är inte så att gener kan hoppa från en art till en annan.

Myggor är ganska viktiga för miljön, främst som larver som matar små vattenvarelser. Över 99 % av myggarterna överför inte sjukdomar till människor eller andra djur, så kontrollmetoder som specifikt riktar sig mot sjukdomssmittarna kommer att ha liten miljöpåverkan – särskilt jämfört med de kontrollmetoder vi har använt i 150 år, vilket dränera dammar eller förgifta dem i ett försök att döda alla mygglarver.

Denna art av mygga är inte hemma i Nordamerika och är en sjukdomsbärare. Det hör inte hemma någonstans på kontinenten. Att driva den till lokal utrotning är bra.

Låter bra, förhoppningsvis har det inga oavsiktliga biverkningar.

Så myggor som inte kan fortplanta sig kommer att konkurrera ut de som gör det? Jag tror att Darwin inte håller med. Visst, de sterila myggorna kommer att dö ut, men det kommer alltid att finnas några överlevande i det genetiska kriget som inte var “begåvad” med mördar-DNA. De kommer att fortplanta sig, precis som alltid, och vi kommer att ha för många myggor som biter oss för evigt och en dag om igen. Det här kan fungera som en tillfällig åtgärd, i ett lokalt begränsat område, men jag ser inte hur detta dödar den icke-sterila befolkningen. Kommer de sterila myggorna att konkurrera ut de icke-sterila myggorna och ersätta dem alla? Allt detta kan göra är att späda ut lokalbefolkningen tills de sterila dör. Sedan tar de icke-sterila myggorna över igen som om ingenting hänt.

“Ska de sterila myggorna ut och tävla mot de icke-sterila myggorna och ersätta dem alla?”

Jag menar, ja, det är tanken. Om du släpper ut tillräckligt mycket och om generna går vidare några generationer (d.v.s. de dör inte omedelbart) kan du få dem att konkurrera ut lokalbefolkningen och döda majoriteten av befolkningen. Jag tror att de kunde ta bort 99%, vilket ja inte är allt men det räcker.

Detta är inte en permanent lösning, men det kan minska befolkningen tillräckligt länge för att förhindra betydande utbrott av sjukdomar och dödsfall, och om lokalbefolkningen bygger upp igen … släpper du dem igen. Och igen. Ingen påstod sig göra att myggor utrotas. De planerar bara att döda alla som bär på sjukdomar för att förhindra sjukdom, och om de kommer tillbaka släpp dem igen.

Kan de få immunitet? Tja … inte riktigt. De som överlever överlever inte eftersom de muterar för att bli starkare, som för antibiotika, det beror på att de aldrig fått den “sterila”-genen (dvs. de fick som tur var och avlade med normala myggor.)

Men det betyder att de som överlever inte automatiskt är immuna mot ett annat drag. Så vi gör det igen.

Detta hjälper till att rädda många människor från sjukdomar, och även djur. Grundlösa rädslor för “men vi har aldrig gjort det här förut” ja, nej, det är så vetenskap fungerar. Vi kan inte bara fly från all ny teknik som kan rädda liv.


Ett argument för gendrivteknik för att genetiskt kontrollera insekter som myggor och gräshoppor

Samhällets öde vilar delvis på hur människor navigerar i sin komplicerade relation med insekter - försöker rädda "bra" insekter och kontrollera "dåliga" sådana. Vissa insekter, som myggor, biter människor och gör dem sjuka – minns du Zika? Nu är den amerikanska myggsäsongen redan i full gång, med över 10 fall av denguefeber rapporterade i Florida Keys i år. Vissa insekter, som bin, är pollinatörer som hjälper till att producera vår mat. Andra, som gräshoppor, hotar för närvarande grödor i Östafrika och Asien och föredrar att äta vår mat istället.

Insekter har visat sig vara extremt kapabla att utveckla strategier för att komma runt bekämpningsmetoder, såsom kemiska insekticider och modifiering av habitat, och nuvarande skadedjursbekämpningsteknik hänger helt enkelt inte med.

Vi är båda insektsforskare. Vår forskning har inkluderat att utveckla en svamp för att kontrollera malariamyggor, avslöja reproduktionsbiologin hos honungsbiarbetare och förstå hälsoeffekterna av invasiva fästingar. Vi har kommit att uppskatta potentialen hos framväxande teknologier som gendrift. Denna teknik kan garantera att en egenskap kommer att ärvas av nästa generation. Sådana egenskaper inkluderar att göra myggor immuna mot malariaparasiten så att de inte kan sprida sjukdomen till människor.

Nyligen bidrog vi till ett uttalande som förespråkar fortsatt forskning om gendrivning. I ljuset av kraven på ett moratorium erkänner detta uttalande att ett förbud mot forskning om gendrivning skulle hämma en bättre förståelse, och därmed minskning, av risker förknippade med denna teknik.

Moratorier för gendrivteknik har efterlysts och avvisats i de två senaste FN-konventionerna om biologisk mångfald. Men det finns en ny satsning på ett moratorium.

Vad är gendrift?

Gendrift är en teknik som skulle kunna göra det möjligt för samhället att kontrollera insekter på ett mer riktat sätt.

Den allmänna underliggande principen för alla gendrifter är en organism som kommer att producera avkomma som liknar dem själva.

Vissa egenskaper överförs slumpmässigt från föräldrar till nästa generation. Men gendrift tvingar fram en annan typ av arv som säkerställer att en specifik egenskap alltid är närvarande i nästa generation. Forskare konstruerar gendrift med hjälp av olika molekylära verktyg.

Hos insekter med gendrift överförs en egenskap till nästan alla avkommor. Bild: Entomological Society of America

Gendrift är inte bara en mänsklig uppfinning en del förekommer naturligt hos insekter. Till exempel, i stjälkögda flugor, orsakar en gen på en könsrelaterad kromosom vilken hanefluga som helst att dö utan en viss gen "last", inklusive en gen som resulterar i längre ögonstjälkar. Denna typ av genetiska fenomen har studerats väl av forskare.

Hittills har gendrift diskuterats i media främst för att utrota malaria. Detta kan ge dig intrycket att gendrift endast kan användas för att driva myggor till utrotning. Gendrivningsteknologier är dock mycket mångsidiga och kan utformas för att åstadkomma olika resultat. De kan också appliceras på de flesta insektsarter som forskare kan studera i laboratoriet.

Varför insekter?

Insekter fortplantar sig snabbt och producerar massor av avkommor, vilket gör dem till uppenbara kandidater för en teknik som förlitar sig på arv som gendrift. Det är därför insekter ligger i framkanten av forskningen om gendrivning. Gene drive är en ny teknik som kan ge en lösning på en mängd olika insektsproblem som samhället står inför idag.

Till exempel har en gendrift utvecklats för att stoppa en stor växtskadegörare, fläckvingen Drosophila. Insekticidkänslighet kan spridas genom populationer av denna skadedjursart för att stoppa tiotals miljoner dollar i skördskador varje år i USA.

Gendrift kan också vara ett mer riktat tillvägagångssätt för att stoppa invasiva insekter, som den ökända eldmyran, från att förstöra inhemska ekosystem. I USA har miljontals dollar spenderats på att ta bort eldmyror med hjälp av tekniker inklusive kemiska insekticider, men om dessa ihållande myror inte helt utrotas invaderar de igen.

Bortsett från hur bra insekter är på att kringgå våra strategier för att kontrollera dem, är en annan stor kamp för att kontrollera insekter att hitta dem. Insekter har utvecklats för att snabbt hitta det motsatta könet att para sig, och gendrifter, som förs vidare genom parning, kan dra fördel av detta faktum av insektsliv. Detta innebär också att denna teknik endast riktar sig till den avsedda arten, vilket inte är fallet för kemiska insekticider som för närvarande används.

Naturen utvecklade den första gendriften hos insekter, till exempel hos flugor med stjälkögda. Bild: Gbohne/WikimediaCommons

Insektsforskare, inspirerade av naturliga exempel på gendrift, har velat designa gendrift hos insekter i årtionden.Först nyligen har nya molekylära verktyg, som genredigeringsverktyget CRISPR-Cas, gjort gendrivdrömmen till verklighet. För närvarande lever gendrivna insekter i laboratorier och ingen har släppts ut i naturen. Ändå kan man lära sig mycket om hur gendrift fungerar medan det är säkert inneslutet i ett laboratorium.

Kritik av gendrift

Att använda gendrift är inte en allmänt populär idé. Kritik tenderar att delas in i tre kategorier: etiska problem, misstro mot teknik och oavsiktliga ekologiska konsekvenser.

Etiska farhågor kring gendrift motiveras ofta av större frågor, till exempel hur man stoppar gendrift från att användas i biologiska vapen av tekniska insekter som är farligare. Sedan är det frågan om vem som ska bestämma vilka gendrivningsprojekt som går framåt och vilka typer av insekter med gendrift som kan släppas ut i miljön. Dessa frågor kan inte enbart besvaras av forskare.

Samhällets misstro mot teknik är ett hinder som vissa kraftfulla, innovativa tekniker måste övervinna för att få allmänhetens acceptans. Frågan om teknisk misstro härrör ofta från oenighet om vem som ska utveckla teknik för att kontrollera insekter och för vilka ändamål.

Det tredje vanliga argumentet mot gendrivteknik är att de kan orsaka oavsiktliga konsekvenser i ekosystemet eftersom gendrift är designad av människor och onaturlig. Vad händer med det naturliga ekosystemet om en population, även av myggor som gör människor sjuka, drivs till utrotning? Kommer detta att orsaka hot mot den naturliga biologiska mångfalden och livsmedelssäkerheten? Dessa frågor ställer i slutändan konsekvenserna av att ingripa i världens naturliga ordning. Men vem definierar vad som är det naturliga tillståndet för ett ekosystem? Ekosystem är redan i ständig förändring.

Förbereder sig för en framtid som kan omfatta gendrivande insekter

När en gendrift utvecklas skräddarsys den efter behoven i en viss situation. Detta innebär att de förväntade riskerna med varje gendrivning är projektspecifika och bör övervägas och regleras från fall till fall. Ett ansvarsfullt sätt att skydda samhället från dessa risker är att förespråka fortsatt forskning som gör det möjligt för forskare att beskriva och hitta lösningar på dem. Utöver vetenskapen behövs reglerings- och ansvarssystem så att bestämmelserna följs och den allmänna säkerheten skyddas.

Forskare undersöker också fortfarande vetenskapen som ligger bakom gendriften. Kan gendrift utformas för att vara reversibel eller effektivare? Kan effekten av en gendrift på ett ekosystem förutsägas? Sådana viktiga obesvarade frågor är varför även de mest ivriga anhängare av denna teknik säger att mer forskning behövs. Samhället behöver nya verktyg för att kontrollera skadeinsekter och skydda ekosystem, och gendrift lovar att utöka vår verktygslåda.

Isobel Ronai är postdoktor vid University of Sydney och Brian Lovett är postdoktor i mykologi vid West Virginia University.


Vad skulle hända om vi eliminerade världens myggor?

Myggor: Kan vi bli av med dem, och vad skulle hända om vi gjorde det? dök ursprungligen upp på Quora: platsen för att få och dela kunskap, vilket ger människor möjlighet att lära av andra och bättre förstå världen.

Svar av Matan Shelomi, Entomology, Biology, Evolution, på Quora:

Det är konstigt att höra folk så ivriga orsak en utrotning för en gångs skull snarare än att förhindra den, eller hur? Detta hat beror inte bara på att myggor är irriterande. Myggor är utan tvekan det dödligaste djuret i världen för människor, och jag inkluderar andra människor. De sprider sig, eller vektor, sjukdomar som malaria, gula febern, denguefeber, chikungunya, West Nile Virus och Zika-virus, som tillsammans orsakar fler dödsfall varje år än krig och mord tillsammans. Att eliminera dessa sjukdomar skulle rädda miljontals liv och eliminera mycket lidande och handikapp också. Utan myggorna skulle dessa sjukdomar upphöra att existera ... men varför är det så?

Behöver vi döda Allt myggorna?

Nej, för alla är inte dåliga. Myggor är en fluga i familjen Culicidae, och det finns över 3500 arter av dem! Honorna lägger ägg vanligtvis i stilla vatten, allt från en grund damm till en blomkruka eller fågelbad eller pöl. Larverna lever i vattnet och äter mikrober och små partiklar eller alger. De förpuppas i vattnet och den vuxna myggan kommer så småningom upp från vattenytan och flyger iväg.

Vad äter vuxna myggor? De flesta är vegetarianer. De dricker blomnektar, växtsaft och fruktjuicer och dricker aldrig blod. Att döda dessa arter är inte nödvändigt: i själva verket är det kontraproduktivt. De mer än 90 arterna av ett sådant ofarligt släkte, Toxorhynchites, även känd som "elefantmyggan" på grund av sin stora storlek, är en allierad till vår sak: deras larver äter andra mygglarver! Eftersom de är användbara bör vi se till att alla strategier vi använder för att döda dåliga myggor lämnar dessa milda jättar ifred.

Av de myggor som faktiskt suger blod är det bara ett fåtal (200 eller så) som livnär sig på människor. Andra livnär sig bara av fåglar eller ödlor eller mindre däggdjur, och många av de som biter människor skulle föredra att äta något annat. Av de som kan livnära sig på människor bär inte alla på mänskliga sjukdomar, och även hos de arter som gör det är inte alla stammar effektiva vektorer. Dessutom bär olika arter på vissa sjukdomar. Till exempel, Plasmodium, den protozoiska parasit som orsakar malaria, sprids nästan uteslutande av myggor i släktet Anopheles. Av de cirka 460 arterna av Anopheles mygga, bara ett hundratal eller så kan faktiskt bära de fem eller så arter av Plasmodium som infekterar människor [av över 200 arter av Plasmodium som infekterar andra djur]. Av dessa hundra är bara tre eller fyra dussin vektorer tillräckligt bra för att utgöra en risk för människor, och bara en handfull av dessa föredrar faktiskt människor som blodkälla, och bara fem bär Plasmodium falciparum, den malariaart som är ansvarig för de värsta symptomen och de flesta dödsfallen. Av dessa är det värsta Anopheles gambiae, även om detta tekniskt sett är ett artkomplex av minst sju olika arter... men det är en annan historia. Sammanfattningsvis, om du vill förstöra malaria är det bara ett fåtal arter som betyder mest, och fokuserar på Ett. gambiae är prioritet. Att bara döda denna ena art [komplexet] skulle spara miljoner.

Ett fåtal andra släkten bär på andra sjukdomsmedel, nämligen arbovirus (förkortning för leddjursburna virus). Många arter i släktet Aedes, men speciellt Aedes aegypti och Ae. albopictus, vektor arbovirus såsom denguevirus, gula febervirus, Zika virus, chikungunya virus, West Nile Virus, La Crosse virus och vissa djurvirus såsom Western equine encefalomyelit virus. Många av dessa virus sprids också av arter i släktet Culex, som också sprider fågelmalaria, och släktet Culiseta, som sällan biter människor, och Ochlerotatus [det finns kontroverser om detta släktnamn som jag inte kommer in på här]. Släktet Haemagogus sprider gul feber och några mer sällsynta virus som kallas Mayaro- och Ilheus-virus. Släktet Mansonsia kan sprida vissa arbovirus, men är viktigare för att sprida rundmaskar som orsakar filiariasis i Asien och Stilla havet. De andra släktena har också rundmaskvektorande arter, ansvariga för spridningen av hjärtmask hos hundar och andra djur och lymfatisk filiariasis och elefantit hos människor.

Varför är vissa arter bättre vektorer än andra? Svaret är för att myggor inte bara bär på sjukdomar: de blir sjuka av dem. När myggan sväljer infekterat blod infekteras dess egen mellantarm. Patogenerna replikerar i mellantarmen och bryter ut i kroppshålan, där de så småningom infekterar spottkörtlarna. Hela processen tar upp till två veckor beroende på sjukdomen. När myggor biter sitt nästa offer injiceras patogenen med saliven. Detta är en anledning till varför HIV, viruset som orsakar AIDS, inte smittas av myggor: det kan inte infektera myggans mellantarm och bara smälts bort. Olika myggarter kan vara immuna mot vissa patogener, ha resistenta mellantarm eller resistenta spottkörtlar, eller kan helt enkelt dö av naturliga orsaker innan patogenen kan slutföra sin replikationscykel och nå spottkörtlarna. Infekterade myggor har ibland kortare livslängder, så evolutionen håller sjukdomarna i schack: de kan inte döda myggan innan de har inkuberats färdigt och har injicerats i en ny värd.

Sammanfattningsvis behöver vi inte döda alla myggor. Bara vektorarten.

Vad gör myggor för världen?

Har myggor ett annat syfte än att sprida sjukdomar? Ännu viktigare, har vektorarterna en roll som gör dem värda att behålla?

Låt oss börja med larverna. När de lever i vattnet och äter detritus håller de vattnet något rent, men det gör många andra organismer som inte är sjukdomsvektorer. Så mygglarver äter inget viktigt... förutom Toxorhynchites larver som äter andra mygglarver, och vi har redan kommit överens om att vi ska skona detta släkte från folkmord.

Vad äter larverna? Andra vattenlevande larver gör det, som trollslända och flickans nymfer, samt några sköldpaddor och stora grodyngel och fiskar. De mest kända rovdjuren av mygglarver är Gambusia affinis och Gambusia holbrooki, mer känd som myggfisk. Infödda i USA, de introduceras vanligtvis till dammar och pooler som en myggkontroll, med vissa regeringar som ger ut dem gratis, med antagandet att de kommer att äta mygglarverna snarare än något annat. Detta gjorde underverk i vissa delar av världen, särskilt nära den ryska staden Sochi, tidigare en malariahotspot, en staty av fisken restes där i tacksamhet 2010.

Antagandet är dock felaktigt, och det vanliga namnet en felaktig benämning. G. holbrooki föredrar faktiskt plankton, alger och detritus [samma mat som larvmyggor], och byter mest till ryggradslösa djur som mygglarver när den verkligen inte har något val. G. affinis är ett bättre rovdjur, som kan äta hälften till en och en halv gånger sin egen kroppsvikt i myggor varje dag. Men de kan inte leva på enbart myggor, utan lider faktiskt av undernäring och hämmad tillväxt, och måste äta annan mat också som plankton och andra insekter. Trots sitt namn äter de bara myggor som en liten del av sin normala kost. Ännu värre är att de är extremt aggressiva mot andra fiskar, som i sig ofta är lika effektiva på att äta myggor. I Australien introducerade myggfiskar medvetet på 1920- och 30-talen mobbade eller utkonkurrerade inhemska fiskar och grodor och minskade deras antal i en sådan utsträckning att antalet myggor faktiskt försvann upp, eftersom det fanns färre rovdjur totalt sett. Att fiskarna och grodorna och de inhemska insekterna som dödades eller äts upp av myggfisken själva var viktiga arter som nu hotades av utrotning innebar att införa myggfisken skulle ha varit en dålig idé även om de bekämpade myggor. Sotji besparades denna katastrof eftersom de inte hade många inhemska fauna som hotades av myggfisken till att börja med. Möjligheten finns att införa en annan fisk, som en havskatt eller till och med guldfisk, skulle ha fungerat där lika bra. Klart, Gambusia är ingen pålitlig allierad i den globala myggutrotningskampanjen, men å andra sidan behöver vi inte oroa oss för att förlora fisk om mygglarverna dör, eftersom ingen fisk [eller annat djur] är helt beroende av dem.

Hur är det med vuxna myggor? De är mat för en ännu större mångfald av varelser, från fiskar och grodor till salamandrar och ödlor till venusflugfällor och fåglar och fladdermöss, för att inte tala om andra insekter... men inte, förresten, "mygghöken". Det är ett namn som ges till tranflugor, som inte bara inte äter myggor utan också inte äter någonting alls: de vuxna har korta livslängder och bryr sig inte om att äta. De insekter som äter vuxna myggor inkluderar trollsländor och damselflies, med fördelen att deras vattenlevande nymfer också äter vattenmygglarverna och pupporna. De är myggornas livslånga nemesis.

Skulle dessa naturliga rovdjur kunna användas för att utrota myggor, och skulle utrotning av myggor skada dessa rovdjur? Nej och nej. Återigen är myggan inte det enda djuret som äts av någon av dessa varelser. Ett bra exempel är Purple Martin (Progne subis), en ganska stilig, insektsätande, amerikansk fågel som ofta marknadsförs som en livskraftig biokontroll mot mygg, men möjligen överhypad. Flera studier har tittat på dess matvanor och funnit att myggor inte är en stor del av dess kost, att deras matningsintervall och tider inte överlappar när och var vektormyggor är aktiva, och att Purple Martin-utsläpp inte har haft stora effekter på lokala myggpopulationer [även om det finns några motstridiga studier]. Liksom Gambusia, Purple Martin kan göra situationen värre eftersom den äter andra rovinsekter som trollsländor, såväl som andra insekter över hela det skadliga/hjälpsamma spektrumet från skalbaggar till bin. Sländor själva äter också gärna honungsbin och fjärilar förutom myggor, knott, myggor och flugor. Detsamma gäller för fladdermöss, där myggor kan utgöra mindre än 1 % av kosten. Kan du skylla på dessa rovdjur? Myggor är små, knappt en munsbit, medan en fet skalbagge eller knubbig mal är mycket mer näringsrikt mellanmål.

Tänk om dessa alternativa matkällor inte fanns? Finns det någon del av världen där myggor är en dominerande insekt? Ja: Arktis. Medan de flesta insekter föredrar varmt väder, och tropikerna har den största insektsmångfalden totalt sett, har den arktiska tundran faktiskt de största myggproblemen i världen, eftersom landet där är en perfekt inkubator för myggor. Jorden är nästan frusen hela vintern, men på sommaren tinar den, vilket gör hela fält till en gigantisk grogrund för myggor. Myggsvärmar når bibliska proportioner i dessa regioner och bildar tjocka, mörka moln av insekter. Forskare tror på myggorna är en kritisk del av dieten för fåglar i dessa regioner... men andra håller inte med, och hävdar att inhemska myggor (besläktade flugor från familjen Chironomidae) faktiskt är en större del av de inhemska fåglarnas dieter och skulle fylla luckan efter myggor. Således är fåglarna i Arktis de mest sannolika och kanske enda varelserna som skulle kunna förlora en viktig matkälla utan myggor. Lyckligtvis är de dominerande myggarterna i Arktis Aedes impiger och Aedes nigripes, ingen av vilka vektorer för mänskliga sjukdomar. Så om vårt mål är att bekämpa vektorarter kan vi lämna arktis ifred.

Hur är det med pollinering? Är några växter myggpollinerade? Ja, många, men de flesta av dessa pollineras av andra insekter också, som gullvivan. Det finns några få växter företrädesvis myggpollinerad, vilket betyder att andra insekter kan pollinera dem men myggor är de vanligaste och mest effektiva. Alla är orkidéer, nämligen kalla temperaturer. Ett exempel är Platanthera obtusata, den trubbiga orkidén som finns över hela Arktis, pollinerad av mestadels honor Aedes myggor samt några nattfjärilar. Den attraherar myggor genom att avge en svag doft, som kan upptäckas av myggor men inte våra egna näsor, som är mycket lik mänsklig kroppslukt. Det relaterade Platanthera flava pollineras också av Aedes i första hand och små nattfjärilar i andra hand. Övrig Platanthera arter pollineras av myggor sekundärt och andra insekter i första hand, eller är mestadels självpollinerande och behöver sällan insektshjälp, och några andra orkidéarter har liknande fall. Förlust av några av dessa orkidéer är alltså en risk för förlust av myggor. Ingen av orkidéerna är dock viktiga för själva ekosystemet, och de är inte heller viktiga för människor: världen kommer att leva vidare utan dem. Det betyder inte att det ganska stora problemet med utrotning av orkidéer inte är allvarligt, men problemet med sjukdomar som orsakas av insekter är utan tvekan värre.

Vilka är riskerna med att utrota myggor?

Som du märkte finns det inga hörnsten arter i myggor. Inget ekosystem är beroende av någon mygga till den grad att den skulle kollapsa om den skulle försvinna. Ett undantag Maj vara Arktis, men arterna där är icke-vektorer och kan därför lämnas ifred.

Visst, vi gör antaganden här. Vi känner verkligen inte till alla otaliga sätt som alla myggor interagerar med alla livsformer i sin miljö, och det kan vara något vi förbiser. Utrotning utan mål är inte det enda problemet: det finns också möjligheten att gapet (tekniskt en ekologisk nisch) som lämnats efter av myggor kommer att fyllas av något ännu mer irriterande, men sannolikt icke-vektorande. Det värsta scenariot är att en vektormyggart kommer att ersätta en annan, och det mest troliga scenariot är att myggor kommer att ersättas av myggor. De har också vattenlarver och honorna hos vissa äter också blod, en del på människor. Kombinationen av färre myggkonkurrenter och möjligen färre rovdjur av myggor kan innebära en explosion av myggbestånd. Å andra sidan kan de rovdjur som nu är beroende av myggor äta fler myggor istället, vilket gör att populationerna når en stabil jämvikt efter ett tag. Är myggor farliga? De i familjen Chironomidae biter inte, men de i familjen Ceratopogonidae gör det, och inte bara kan deras bett vara kliande så länge som en vecka, några få smittar av människor och djur [dock inte mänsklig malaria eller gula febern så långt som vi vet].

Ett annat överraskande sätt myggor kan påverka ekosystemet kommer, återigen, från Arktis. Myggor kontrollerar migrationen av skogskaribou (Rangifer tarandus caribou). Deras enorma besättningar i Kanada är alltid på väg att hitta mat, men på sommaren reser de mycket mer, täcker längre avstånd och flyttar till högre mark, ibland undviker de de bästa utfodringsplatserna, eftersom de försöker undvika de gigantiska svärmarna av myggor som plågar de arktiska områdena på sommaren! All tid som spenderas med att springa och inte äta gör att de bygger upp mindre fett som de skulle behöva för de kalla vintrarna, vilket ofta kan innebära döden. Att döda dessa myggor skulle förändra de historiska caribous historiska migrationsvägarna, med oförutsägbara konsekvenser.Å andra sidan är cariboupopulationer idag en bråkdel av vad de en gång var, ner till flera tusen från flera hundratusentals på grund av förstörelse av mänskliga livsmiljöer, så mer caribou skulle vara bra. Caribou är uppenbarligen besvärade av myggor och förlorar upp till en liter blod i veckan under de värsta utbrotten, så om de tillfrågas är jag säker på att de skulle rösta för att eliminera myggor, och med tanke på deras befolkningsstorlek och flockmentalitet skulle de sannolikt komma ut för att rösta i stort antal.

Verkligen värsta scenarier är osannolika, med tanke på att vi har utrotat många malariamyggor från delar av Europa och Nordamerika utan problem, men de är fortfarande möjliga, så varje utrotning eller utrotning [en lokal utrotning från ett mindre område, inte hela planeten] har oförutsedda risker. Frågan är: är riskerna med kanske förändra ett ekosystem värt människoliv, och hur mycket? Vi bråkar inte om huruvida vi ska rädda pandan eller inte, utan om att eliminera de största mördarna som mänskligheten någonsin har känt. Med tanke på att arbovirus och malaria för närvarande är att döda eller påverka miljoner, att inte utrota de ansvariga vektormyggorna skulle bara kunna motiveras om de förväntade miljöeffekterna skulle vara lika skadliga. Vi kan inte förgifta en hel regnskog för att bekämpa gula febern, eftersom miljontals människor är beroende av den regnskogen för mat, medicin, ved, sysselsättning, rent vatten och ren luft: botemedlet skulle vara värre än sjukdomen [bokstavligen] och påverka fler människor . Å andra sidan, säg att vi eliminerar Aedes aegypti och en salamanderart och en orkidé elimineras tillsammans med den: det är en handel vi kan leva med, och med "vi" menar jag de miljoner som inte längre kommer att dö av gula febern. De andra utrotningarna kommer att bli en tragedi, ja, men förlusten av gula febern kommer att vara en triumf värdig Nobels fredspris. Jämfört med förlusterna av dodon och den tasmanska tigern, som inte kom till någon nytta för samhället och därför är helt olyckliga, är fördelarna med förlusten av Ae. aegypti eller Ett. gambiae skulle uppväga även de mest pessimistiska uppskattningarna av kostnaderna.

Hur kunde vi döda alla världens vektormyggor?

Eftersom det är så knepigt att manipulera ekosystem är det viktigt att inte använda metoder som är för breda. Det är svårt nog att förutsäga effekterna av att döda en art: tänk dig att behöva ta hänsyn till förlusten av någon art av misstag dödades i processen... förutsatt att vi till och med kan förutsäga dem alla! Så bekämpningsmedel är ute: de har icke-måleffekter, och dessutom kommer de inte att fungera på global skala. Luftsprej kommer inte att träffa myggorna som gillar att bita inomhus, och att lägga oljor eller insekticider i häckningsplatser kommer inte att fånga de många, många små häckningsplatserna i människors fastigheter: allt från ett trädhål till lite regnvatten som sitter i en kasserad plastpåse är en potentiell häckningsplats för myggor. Det är därför allmänhetens deltagande är viktigt i myggbekämpningen: alla måste göra sitt för att röja häckningsplatserna i sina bakgårdar. Ack, om ens en saknas, kommer myggorna tillbaka.

Nej, om vi ska utrota myggor över hela världen behöver vi en metod som är artspecifik, ostoppbar och ofrånkomlig. Något som garanterat, designmässigt, kommer att påverka endast målorganismen och att vara omöjlig att anpassa sig till eller utveckla resistens mot. Vi behöver autocid, där arten omedvetet är ansvarig för sin egen död. Är något sådant ens möjligt?

Det är det, och det har gjorts. Den nya världens skruvmaskfluga (Cochliomyia hominivorax), även känd som skruvmasken, är en parasitisk fluga vars larver angriper den friska vävnaden hos varmblodiga däggdjur. Detta inkluderar människor, men det största problemet är nötkreatur, där maskarna orsakar död inom tio dagar. På 1950-talet var förlusterna i USA på grund av skruvmask över 200 miljoner USD per år. Något behövde göras, men bekämpningsmedel fungerade inte. Forskare studerade skruvmasken intensivt, inklusive en studie på 250 000 dollar, delvis om sexliv för skruvmaskar, som allmänt fördömdes av amerikanska senatorer som slösaktiga utgifter för skattebetalarnas finansiering. De skulle senare äta sina ord med en amerikansk odlad biff och ett glas mjölk. Det visar sig att kvinnliga skruvmaskar är monogama och parar sig bara en gång i livet. Forskarna Edward Knipling och Raymond Bushland resonerade att om en skruvmask hona parar sig med en steril hane, kommer hennes ägg aldrig att kläckas, och eftersom hanar parar sig upprepade gånger, kan en steril hane inte impregnera flera honor. Således, om man översvämmar ett ekosystem med ett tillräckligt stort antal sterila hanar [som inte har någon effekt på nötkreatur, eftersom hanar inte dricker blod eller lägger ägg], kommer de att para sig ut de friska hanarna och antalet fertila parningar är reduceras, vilket omedelbart minskar storleken på nästa generation. Denna process upprepas ständigt tills varje hona till slut parar sig med en steril hane, vid vilken tidpunkt befolkningen utplånas... för alltid.

Detta steril insektsteknik (SIT) testades med skruvmaskar på 1950-talet med hjälp av röntgenstrålar [senare gammastrålar och andra tekniker] för att sterilisera flugor massuppfödda på malet kött i labbet, och bestrålade dem i puppstadiet precis tillräckligt för att sterilisera hanar utan att göra de är för svaga för att konkurrera med normala hanar. Lång historia kort, det fungerade. Genom att släppa ut ett stort antal sterila hanflugor under flera veckor åt gången, eliminerade SIT framgångsrikt skruvmasken från USA, sedan Mexiko, som arbetade söderut tills hela Nord- och Centralamerika var rensad från flugorna. När skruvmask av misstag importerades till Libyen 1988, fördes så småningom sterila hanar in i december 1990 och utrotade skruvmasken på mindre än ett år. Sterila skruvmaskhanar släpps fortfarande ut i Panama periodvis och bildar en biologisk vägg mot honor från söder. Resultaten sparade enbart den amerikanska boskapsindustrin över 20 miljarder dollar och mycket mer, vann dess författare 1992 World Food Prize och förklarades "den största entomologiska bedriften under (1900-talet)".

Principerna för SIT är vettiga för att säkert eliminera vektorarter, eftersom det inte finns några andra effekter på miljön än de som orsakas av förlusten av själva arten, och det fungerar bara på en enskild art åt gången: SIT mot Aedes aegypti kommer inte att påverka Aedes impiger, än mindre andra släkten av myggor, än mindre andra insekter, än mindre däggdjur eller människor. Många mygghonor är också monogama, så SIT skulle kunna fungera i teorin. Dessutom, eftersom endast de vegetariska manliga insekterna släpps ut, kan man släppa lös miljarder av dessa myggor i ett område och det blir inte ett enda extra insektsbett. SIT har framgångsrikt använts för att utrota tsetsefluga (Glossina spp., vektorn för afrikansk sömnsjuka) i delar av Afrika, och flera har försökt det mot myggor... men många misslyckades. Ansträngningar att eliminera Anopheles quadrimaculatus i Florida, USA under nästan ett år hade ingen effekt, eftersom de sterila hanarna helt enkelt inte kunde konkurrera med de normala och inte valdes ut av kompisar. Detta hände igen för Culex tarsalis i Kalifornien. Problemet är att strålningen kan försvaga myggor och/eller minska deras livslängd, så de misslyckas med att attrahera honor. Alla insekter svarar inte bra på bestrålning, vilket begränsar de ämnen som SIT kan arbeta med.

En alternativ strategi är cytoplasmatisk inkompatibilitet, vilket låter mer komplext än det är. Istället för strålning infekteras myggorna med en bakterie som kallas Wolbachia som lever inuti insektsceller, inklusive ägg- och spermieceller. När Wolbachia-Infekterade spermier kombineras med oinfekterade ägg, ägget dör. Garanterat. Culex quinquefasciatus eliminerades framgångsrikt från staden Okpo i Burma 1967 på 9 veckor med denna metod. Den här tekniken fungerar dock inte om de vilda myggorna ocksåär infekterade med Wolbachia: om både ägg och spermier är infekterade med samma stam, eller även om ägget är infekterat och spermierna inte, lever embryot och blir en ny hane eller hona vars ägg också kommer att vara immuna. Det löser inte heller problemet att uppfödning med stora tätheter i en anläggning i sig är stressande: studier med Anopheles gambiae visade att de som föds upp med högre täthet var mindre lik att vinna kompisar än de som växte upp med lägre eller naturliga tätheter. Stora mängder myggor måste produceras billigt, men om man minskar för många kostnader kommer de inte att vara effektiva konkurrenter för vilda hanar och kommer att misslyckas med att para sig.

Det finns ett annat problem: eftersom vi inte vill släppa ut blodsugande myggor av honkön, sterila eller på annat sätt, behöver vi ett bra sätt att eliminera honor i labbet från den bestrålade poolen innan de släpps ut. Tyvärr är könsförhållandet för myggor 50/50, så det behövs ett sätt att separera hanar och honor. De som användes till en början kunde inte vara mer primitiva: myggpuppor av hanar och honor har lite olika färg och storlek, så någon manuellt eller en maskin med en sil var tvungen att sortera dem och se till att endast hanar skickas för att bli bestrålade och släppta. Tyvärr fungerar detta inte för Anopheline-myggor, eftersom puppstorlekarna överlappar varandra. Redan innan denna tidpunkt har dock pengar gått förlorade. Både hanar och honor kräver samma resurser i labbet, så oundvikligen kommer inte mer än hälften av de insekter som föds upp i ett SIT-program någonsin att släppas, vilket gör allt dubbelt så dyrt som det borde vara. Eftersom det behövs ett stort antal sterila män för att ha någon effekt, är dessa höga kostnader ett problem för ett globalt utrotningsprogram.

Finns det något sätt att säkerställa att endast hanar produceras, eller ett sätt att döda onödiga honor tidigare? Ja, använder genetiska könsbestämningsstammar (GSS), en gammal teknik där en dominant selekterbar markör – en gen som gör att dess innehavare kan överleva en annars dödlig utmaning – fästs vid den manliga könskromosomen. Ett framgångsrikt exempel är det passande namnet MACHO: en stam av Ett. albimanus med en insekticid-resistens gen kopplad till den manliga kromosomen (myggor har för det mesta ett XY-könsbestämningssystem som människor har, där bara män har en Y-kromosom). Att behandla ett parti MACHO-ägg med insekticid kommer att döda 99,9% av alla honor, vilket gör att en miljon myggor per dag kan släppas ut när det användes för att bekämpa myggor i El Salvador i slutet av 70-talet. Om du undrar så fungerade utrotningen nästan, tills myggan immigrerade tillbaka från ett annat land. Vilken teknik vi än väljer måste den vara global, och i alla fall löser inte GSS problemet att bestrålning kan göra många myggor till svaga konkurrenter.

Det senaste förskottet hoppar över bestrålningen. Det kallas RIDL, förkortning för Release of Insects carrying Dominant Lethals, uppfunnet av entomologen Luke Alphey. I RIDL bestrålas inte hanarna, vilket betyder att de är lika friska och konkurrenskraftiga för kompisar som vilda hanar, men de kommer också att producera livskraftiga ägg. Så istället bär de på en dödlig gen som gör att deras larvavkomma dör innan de når blodsugande vuxen ålder. Den nuvarande formen av RIDL involverar en gen som kallas tTAV (tetracyklinrepressibel aktivatorvariant), som gör ett ogiftigt protein som täpper till insektens cellmaskineri så att inga andra gener aktiveras, vilket orsakar dödsfall. Systemet fungerar bara i myggornas egna celler och proteinet bryts ned när det äts, så det finns ingen effekt på djur som äter de modifierade myggorna eller deras larver: Det är ett helt giftfritt system. "Men vänta, hur överlever dessa myggor till vuxen ålder i labbet?", frågar du. Svaret är tetracyklin, ett vanligt antibiotikum som också är motgift mot tTAV. I uppfödningsanläggningen matas de med detta motgift så att de kan leva till vuxen ålder, men i det vilda har de och deras avkomma inget hopp. RIDL används för närvarande för att bekämpa myggor i södra USA och Sydamerika, där de redan har orsakat massiva minskningar av denguemyggor, och nu sätts in för att stoppa Zika-epidemin i Brasilien.

En ny teknik, som för närvarande utvecklas för medelhavsfruktflugan men som kanske en dag finns tillgänglig för vektormyggor, är en honspecifik RIDL. I detta system bär män en gen för ett protein som, i frånvaro av motgiften, bara dödar honor. I detta system kommer honor som parats med de modifierade hanarna att producera perfekt livskraftiga ägg, men honavkommorna dör som larver, och endast den manliga avkomman kommer att överleva till vuxen ålder. Dessa hanar bär fortfarande på den modifierade genen och fortsätter att para sig med den nu mindre populationen av honor, etc. I detta scenario behöver man bara släppa hanarna en gång för att starta en kedjereaktion som fungerar genom populationen, vilket minskar den för varje generation .

RIDL är en fantastisk strategi, utan skadliga effekter på miljön eller på icke-målorganismer, och det räddar till och med människor från att behöva arbeta med strålning. Tyvärr, det involverar genetisk modifiering, vilket innebär att myggorna tekniskt sett är en GMO, vilket innebär att de vanliga misstänkta är ute i kraft och försöker stoppa dem, vissa sprider ganska kreativa lögner, och media är ofta oförmögna eller ointresserade av att sortera fakta och fiktion. De flesta historier oroar sig för att myggorna flyger och biter lokalbefolkningen. Vissa artiklar hävdar att myggorna vaccinerar människor mot sjukdomar, vilket skulle vara fantastiskt om det var sant, men det är det inte. Andra hävdar att myggorna kommer att mutera dig om de biter dig, vilket är lika löjligt. Vissa hävdar till och med att mikrocefali inte orsakas av zikavirus utan av de frigjorda myggorna, och kallar det "lös gensyndrom." Strunt i att ett sådant tillstånd inte existerar och är biologiskt omöjligt det faktum att dessa människor är villiga att förneka Det verkliga problemet med Zika-inducerad mikrocefali för att skrämma bort människor från GMO och bättre sälja sina överprissatta ekologiska produkter i butiker är en verkligt otäck tillägnelse av verkligt mänskligt lidande. Lyckligtvis vet du nu det enda viktiga faktum som grundligt motsäger nästan alla misstag och lögn som någonsin skrivits om insektsutsättningar: manliga myggor biter inte människor, de dricker inte blod, men undviker faktiskt människor, och eftersom endast manliga myggor någonsin släpps ut, är tanken att en utsläppt insekt kan skada en människa ren fiktion.

Kommer dessa tekniker att innebära att vi kan bli av med bekämpningsmedel och insekticider för alltid? Inte riktigt ännu. Kom ihåg att SIT och RIDL kräver att de frigivna hanarna fler de inhemska männen. Oavsett hur effektivt vi kan föda upp sterila eller modifierade hanar, om de vilda populationerna är för höga kommer dessa tekniker aldrig att vara praktiska. Istället skulle vi behöva bekämpningsmedel för att först få ner de vilda populationerna, till en tröskel vid vilken SIT eller RIDL kommer att fungera. Dessutom, om vi vill befria hela planeten från dessa arter, skulle utsläppen behöva täcka hela deras räckvidd, vilket kan vara en enorm mängd utrymme. Fortfarande är framstegen goda, och även om vi inte eliminerar alla vektormyggor i världen, har vi redan gjort ett enormt smuts i dödssiffran av myggvektorsjuka världen över.

Men vänta, det finns mer! Det finns en teknik som kan eliminera patogenen utan att skada vektorn eller miljön på något sätt, och kräver inte att släppa eller höja insekter. Låt mig först presentera dig för Chagas sjukdom, orsakad av protozoen Trypanosoma cruzi som vektoriseras genom att kyssa insekter i underfamiljen Triatominae, de allvarligaste vektorerna är Triatoma infestans och Rhodnius prolixus. De kallas "kissing bugs" eftersom de gillar att bita nära munnen för att suga blod. De har också den smutsiga vanan att göra avföring direkt efter att de har ätit, och när människor skrapar bettet skrapar de in den parasitangripna bajsen i såret och infekterar sig själva. Charmigt, och även dödligt, eftersom Chagas sjukdom kan orsaka symtom som ett förstorat hjärta. SIT har prövats i dessa arter, men den nya tekniken kallas paratransgenes. Istället för att genetiskt modifiera insekten för att göra ett protein (transgenes), modifierar man istället en symbiotisk mikrob som lever inuti insekten. I fallet med Rhodnius prolixus, alla individer har en symbiotisk bakterie, Rhodococcus rhodnii, som gör vitaminer för dem som annars saknas i deras blodbaserade kost. Det är lätt att genetiskt modifiera bakterier, så forskare skapade transgena symbionter som producerar proteiner som är giftiga för trypanosomen. Om du matar Rhodnius några modifierade Rhodococcus, blev insekten nu immun mot Trypanosoma cruzi, kan inte vektorisera det längre. Bakterierna kan lätt produceras i stora mängder, och kringgår ett problem med insektsfrisättning. Det bästa av allt är att de infekterade vuxna kyssande insekterna överför bakterierna till sina avkommor: unga triatominer äter ofta de vuxnas avföring och ympar sig själva med Rhodococcus bakterie. [Om du undrar så kan bakterierna inte överleva i vårt blodomlopp, så de kan varken skada oss eller hjälpa oss.] Systemet är ganska lovande och involverar spridning Rhodnius bajs infekterad med modifierad Rhodococcus överallt Trypanosoma är ett problem, med slutresultatet att endast parasiten dör ut, medan insekten lämnas vid liv, och ekosystemet påverkas inte alls. Paratransgenesis skulle kunna tillämpas någon annanstans, och forskare arbetar på att utveckla den för andra arter, till exempel genom att använda en modifierad svamp för att göra Anopheline-myggor immuna mot malaria.

Du har nu en klar uppfattning om de många frågor som handlar om huruvida en art ska elimineras eller inte, och om det ens är praktiskt eller inte. Om du har en sådan fråga till en annan insekt, som loppor eller mörtar, kanske du kan svara på frågan själv! Fråga dig själv: Vilka arter från gruppen är det verkliga problemet? Vad gör de i världen? Är både män och kvinnor ett problem? Är SIT praktiskt? Finns det en alternativ lösning på sjukdomen? Om frågor som dessa intresserar dig, överväg en karriär inom medicinsk entomologi, epidemiologi, genetik eller [naturligtvis] medicin, och kanske det Nobelpriset jag nämnde kommer att bli ditt.

Vad ska vi göra under tiden?

Global utrotning av vektormyggor, oavsett om det är genomförbart eller inte och om det är en bra idé eller inte, är långt borta. Tills dess är de bästa strategierna att göra lokala utrotningar. Om du har en damm, lägg till guldfiskar, koifiskar eller guppies – inte nödvändigtvis myggfisk – för att äta larverna.Insekticider är ett annat, mindre idealiskt alternativ, eftersom de också kommer att döda nyttiga insekter, men i nödsituationer kan de användas eftersom många är giftfria för människor. Det inkluderar de som används i Brasilien just nu för att bekämpa Zika... och nej, de är inte ansvariga för mikrocefali. Det påståendet har också blivit grundligt motbevisat, trots vad konspirationsteoretiker säger.

För containeruppfödning av myggor, ta bort behållarna eller dränera dem ofta. Håll utkik efter allt som kan fånga upp regnvatten, från djurmatningsskålar och blomkrukor till gamla däck och plastpåsar eller presenningar. Myggorna från dessa behållare kommer att bita dig först, så du gör dig själv en tjänst utöver folkhälsan! Viktigast av allt, skydda dig själv. Använd insektsmedel på din hud eller kläder och sov under ett sängnät om du verkligen befinner dig djupt i en endemisk sjukdomszon. Sängnät är viktigast för barn, eftersom de kommer att drabbas hårdast av sjukdomar som malaria.

För mer information om vad du kan göra, hitta din lokala webbplats eller specialist för vektorkontroll eller myggbekämpning och se vad de rekommenderar för din region.

För mer information om mygg- och andra insektsvektorsjukdomar, kolla webbplatserna för Center for Disease Control (CDC-Malaria, Zika Virus | CDC), eller US National Institute of Allergy and Infectious Diseases (Malaria, Zika Virus).


Innehåll

Termen "biologisk kontroll" användes först av Harry Scott Smith vid mötet 1919 för Pacific Slope Branch av American Association of Economic Entomologists, i Riverside, Kalifornien. [3] Den kom till mer utbredd användning av entomologen Paul H. DeBach (1914–1993) som arbetade med skadedjur på citrusgrödor under hela sitt liv. [4] [5] Men praxis har tidigare använts i århundraden. Den första rapporten om användningen av en insektsart för att bekämpa en skadeinsekt kommer från "Nanfang Caomu Zhuang" (南方草木狀 Växter i de södra regionerna) (ca 304 e.Kr.), tillskriven västra Jin-dynastins botaniker Ji Han (嵇含, 263–307), där det nämns att "Jiaozhi-folk säljer myror och deras bon fästa vid kvistar som ser ut som tunna bomullskuvert, den rödgula myran är större än normalt. Utan sådana myror kommer sydliga citrusfrukter att bli allvarligt skadade av insekter". [6] Myrorna som används är kända som huang gan (huang = gul, gan = citrus) myror (Oecophylla smaragdina). Bruket rapporterades senare av Ling Biao Lu Yi (sena Tangdynastin eller tidiga fem dynastier), i Ji Le Pian förbi Zhuang Jisu (Södra Songdynastin), i Bok om trädplantering av Yu Zhen Mu (Mingdynastin), i boken Guangdong Xing Yu (1600-talet), Lingnan av Wu Zhen Fang (Qing-dynastin), i Nanyue Diverse av Li Diao Yuan och andra. [6]

Biologiska kontrolltekniker som vi känner dem idag började dyka upp på 1870-talet. Under detta decennium, i USA, började Missouri State Entomologist C. V. Riley och Illinois State Entomologist W. LeBaron omfördelning av parasitoider inom staten för att kontrollera skadedjur. Den första internationella transporten av en insekt som biologiskt bekämpningsmedel gjordes av Charles V. Riley 1873, som fraktade rovkvalstren till Frankrike Tyroglyphus phylloxera för att hjälpa till att bekämpa vinrankan phylloxera (Daktulosphaira vitifoliae) som förstörde vinrankor i Frankrike. United States Department of Agriculture (USDA) initierade forskning i klassisk biologisk kontroll efter inrättandet av Entomology Division 1881, med C. V. Riley som chef. Den första importen av en parasitoid geting till USA var den av braconid Cotesia glomerata 1883–1884, importerad från Europa för att kontrollera den invasiva vita kålfjärilen, Pieris rapae. 1888–1889 vedaliabaggen, Rodolia cardinalis, en dambagge, introducerades från Australien till Kalifornien för att kontrollera bomullsdynans skala, Icerya köp. Detta hade blivit ett stort problem för den nyutvecklade citrusindustrin i Kalifornien, men i slutet av 1889 hade populationen av bomullskuddar redan minskat. Denna stora framgång ledde till ytterligare introduktioner av nyttiga insekter i USA. [7] [8]

År 1905 startade USDA sitt första storskaliga biologiska kontrollprogram, och skickade entomologer till Europa och Japan för att leta efter naturliga fiender till zigenarmalen, Lymantria dispar dispar, och brunsvansfjäril, Euproctis chrysorrhoea, invasiva skadedjur av träd och buskar. Som ett resultat etablerade sig nio parasitoider (ensamma getingar) av zigenarmalen, sju av brunsvansfjärilen och två rovdjur av båda nattfjärilarna i USA. Även om zigenarmalen inte var helt kontrollerad av dessa naturliga fiender, minskade frekvensen, varaktigheten och svårighetsgraden av dess utbrott och programmet ansågs vara framgångsrikt. Detta program ledde också till utvecklingen av många koncept, principer och procedurer för implementering av biologiska kontrollprogram. [7] [8] [9]

Prickly pear kaktusar introducerades i Queensland, Australien som prydnadsväxter, med början 1788. De spred sig snabbt till att täcka över 25 miljoner hektar av Australien 1920, ökade med 1 miljon hektar per år. Att gräva, bränna och krossa visade sig vara ineffektivt. Två bekämpningsmedel introducerades för att hjälpa till att kontrollera spridningen av växten, kaktusmalen Cactoblastis cactorum, och fjällinsekten Dactylopius. Mellan 1926 och 1931 distribuerades tiotals miljoner kaktusfjärilägg runt om i Queensland med stor framgång, och 1932 hade de flesta områden med prickly pear förstörts. [10]

Det första rapporterade fallet av ett klassiskt biologiskt kontrollförsök i Kanada involverar den parasitoidala getingen Trichogramma minutum. Individer fångades i delstaten New York och släpptes i Ontarios trädgårdar 1882 av William Saunders, en utbildad kemist och första chef för Dominion Experimental Farms, för att ha bekämpat den invasiva vinbärsmasken Nematus ribesii. Mellan 1884 och 1908 fortsatte den första Dominion-entomologen, James Fletcher, introduktionen av andra parasitoider och patogener för kontroll av skadedjur i Kanada. [11]

Det finns tre grundläggande biologiska skadedjursbekämpningsstrategier: import (klassisk biologisk bekämpning), förstärkning och bevarande. [12]

Import Redigera

Import eller klassisk biologisk bekämpning innebär att ett skadedjurs naturliga fiender introduceras till en ny plats där de inte förekommer naturligt. Tidiga fall var ofta inofficiella och inte baserade på forskning, och vissa introducerade arter blev själva allvarliga skadedjur. [13]

För att vara mest effektiv för att bekämpa en skadegörare kräver ett biologiskt bekämpningsmedel en koloniserande förmåga som gör att det kan hålla jämna steg med förändringar i livsmiljön i rum och tid. Bekämpningen är störst om medlet har en tidsbeständighet så att det kan behålla sin population även i tillfällig frånvaro av målarten, och om det är en opportunistisk födosökare, vilket gör det möjligt för den att snabbt exploatera en skadedjurspopulation. [14]

En av de tidigaste framgångarna var att kontrollera Icerya köp (cottony cushion scale) i Australien, med en rovinsekt Rodolia cardinalis (vedaliabaggen). Denna framgång upprepades i Kalifornien med skalbaggen och en parasitoid fluga, Cryptochaetum iceryae. [15] Andra framgångsrika fall inkluderar kontroll av Antonina graminis i Texas av Neodusmetia sangwani på 1960-talet. [16]

Skador från Hypera postica, lusernviveln, en allvarlig införd skadegörare av foder, reducerades avsevärt genom introduktionen av naturliga fiender. 20 år efter deras introduktion var populationen av vivellurar i alfalfaområdet som behandlats för alfalfavivel i nordöstra USA fortfarande 75 procent lägre. [17]

Alligator ogräs introducerades till USA från Sydamerika. Den slår rot i grunt vatten och stör navigering, bevattning och översvämningskontroll. Alligatorgräsloppan och två andra biologiska kontroller släpptes i Florida, vilket kraftigt minskade mängden mark som täcks av växten. [18] Ett annat vattenlevande ogräs, jätten salvinia (Salvinia molesta) är en allvarlig skadegörare som täcker vattendrag, minskar vattenflödet och skadar inhemska arter. Bekämpa med salvinia vivel (Cyrtobagous salviniae) och salvinia stamborrmal (Samea multiplicalis) är effektivt i varma klimat, [19] [20] och i Zimbabwe erhölls 99 % bekämpning av ogräset under en tvåårsperiod. [21]

Små kommersiellt uppfödda parasitoida getingar, [12] Trichogramma ostriniae, ge begränsad och oregelbunden kontroll av den europeiska majsborren (Ostrinia nubilalis), ett allvarligt skadedjur. Noggranna formuleringar av bakterien Bacillus thuringiensis är mer effektiva. O. nubilalis integrerade kontroll som frisätter Tricogramma brassicae (ägg parasitoiod) och senare Bacillus thuringiensis subs. kurstaki (larvicidae-effekt) minskar skadedjursskador lika bättre än insekticidbehandlingar [22]

Befolkningen av Levuana iridescens, Levuana-malen, en allvarlig kokosnötskadegörare i Fiji, kom under kontroll av ett klassiskt biologiskt kontrollprogram på 1920-talet. [23]

Augmentation Edit

Augmentation involverar ytterligare frigörande av naturliga fiender som förekommer i ett visst område, vilket ökar de naturligt förekommande populationerna där. Vid inokulativ frisättning frisätts ett litet antal av kontrollmedlen med intervaller för att de ska kunna föröka sig, i hopp om att sätta upp en långsiktig bekämpning och därmed hålla skadedjuret nere på en låg nivå, vilket utgör förebyggande snarare än botemedel. Vid inundativ utsättning släpps däremot stora mängder ut i hopp om att snabbt minska en skadlig skadedjursbestånd, vilket åtgärdar ett problem som redan har uppstått. Förstärkning kan vara effektivt, men det är inte garanterat att det fungerar, och beror på de exakta detaljerna i interaktionerna mellan varje skadedjur och bekämpningsmedel. [24]

Ett exempel på inokulativ frisättning förekommer vid trädgårdsproduktion av flera grödor i växthus. Periodiska utsättningar av den parasitoidala getingen, Encarsia formosa, används för att bekämpa växthusvitfluga, [25] medan rovkvalstret Phytoseiulus persimilis används för att bekämpa det tvåfläckiga spindkvalstret. [26]

Äggparasiten Trichogramma släpps ofta översvämmande för att kontrollera skadliga nattfjärilar. Nytt sätt för inundativa releaser introduceras nu, dvs användning av drönare. Äggparasitoider kan hitta målvärdens ägg med hjälp av flera ledtrådar. Kairomoner hittades på malfjäll. Liknande, Bacillus thuringiensis och andra mikrobiella insekticider används i tillräckligt stora mängder för en snabb effekt. [24] Rekommenderade utsläppshastigheter för Trichogramma i grönsaks- eller åkergrödor varierar från 5 000 till 200 000 per acre (1 till 50 per kvadratmeter) per vecka beroende på graden av skadedjursangrepp. [27] På liknande sätt frigörs nematoder som dödar insekter (som är entomopatogena) med en hastighet av miljoner och till och med miljarder per hektar för kontroll av vissa jordlevande skadeinsekter. [28]

Bevarande Redigera

Bevarandet av befintliga naturliga fiender i en miljö är den tredje metoden för biologisk skadedjursbekämpning. [29] Naturliga fiender är redan anpassade till livsmiljön och till målskadegöraren, och deras bevarande kan vara enkelt och kostnadseffektivt, som när nektarproducerande växter odlas i gränserna till risfält. Dessa tillhandahåller nektar för att stödja parasitoider och rovdjur av planthopper-skadegörare och har visat sig vara så effektiva (reducerar skadedjurstätheten med 10- eller till och med 100-faldigt) att bönder besprutade 70 % mindre insekticider och fick en ökad avkastning med 5 %. [30] Rovdjur av bladlöss befanns på liknande sätt finnas i tuggräs vid fältgränshäckar i England, men de spred sig för långsamt för att nå fältens centrum. Bekämpningen förbättrades genom att plantera en meterbred remsa med tuggräs i fältcentra, vilket gjorde att bladluspredatorer kunde övervintra där. [29]

Beskärningssystem kan modifieras för att gynna naturliga fiender, en praxis som ibland kallas habitatmanipulation. Att tillhandahålla en lämplig livsmiljö, såsom ett skyddsbälte, häck eller skalbagge, där nyttiga insekter som parasitoidala getingar kan leva och föröka sig, kan bidra till att säkerställa överlevnaden för populationer av naturliga fiender. Saker som är så enkla som att lämna ett lager av nedfallna löv eller kompost på plats ger en lämplig födokälla för maskar och ger ett skydd för insekter, som i sin tur är en födokälla för sådana nyttiga däggdjur som igelkottar och näbbar. Komposthögar och trähögar kan ge skydd åt ryggradslösa djur och små däggdjur. Långt gräs och dammar stödjer amfibier. Att inte ta bort döda ettåriga och icke-härdiga växter på hösten gör att insekter kan använda sina ihåliga stjälkar under vintern. [31] I Kalifornien planteras plommonträd ibland i druvvingårdar för att ge en förbättrad övervintringsmiljö eller tillflyktsort för en viktig druvpestparasitoid. [32] Tillhandahållande av konstgjorda skydd i form av trälådor, lådor eller blomkrukor görs också ibland, särskilt i trädgårdar, för att göra ett beskuret område mer attraktivt för naturliga fiender. Till exempel är örontvistar naturliga rovdjur som kan uppmuntras i trädgårdar genom att hänga upp och ner blomkrukor fyllda med halm eller träull. Gröna spetsvingar kan uppmuntras genom att använda plastflaskor med öppen botten och en rulle kartong inuti. Fågelholkar gör det möjligt för insektsätande fåglar att häcka de mest användbara fåglarna kan lockas genom att välja en öppning som är lagom stor för den önskade arten. [31]

Inom bomullsproduktion kan ersättningen av bredspektruminsekticider med selektiva kontrollåtgärder som Bt-bomull skapa en mer gynnsam miljö för bomullsskadegörares naturliga fiender på grund av minskad exponeringsrisk för insekticider. Sådana rovdjur eller parasitoider kan kontrollera skadedjur som inte påverkas av Bt-proteinet. Minskad byteskvalitet och överflöd associerad ökad kontroll från Bt-bomull kan också indirekt minska naturliga fiendepopulationer i vissa fall, men andelen skadedjur som äts eller parasiteras i Bt- och icke-Bt-bomull är ofta liknande. [33]

Predators Edit

Predatorer är huvudsakligen frilevande arter som direkt konsumerar ett stort antal bytesdjur under hela sin livstid. Med tanke på att många stora växtskadegörare är insekter, är många av de rovdjur som används vid biologisk bekämpning insektsätande arter. Lady skalbaggar, och i synnerhet deras larver som är aktiva mellan maj och juli på norra halvklotet, är glupska rovdjur av bladlöss och äter även kvalster, fjällinsekter och små larver. Den fläckiga dambaggen (Coleomegilla maculata) kan också livnära sig på ägg och larver från Coloradopotatisbaggen (Leptinotarsa ​​decemlineata). [34]

Larverna hos många svävflugarter livnär sig huvudsakligen på bladlöss, en larv äter upp till 400 under sin livstid. Deras effektivitet i kommersiella grödor har inte studerats. [35]

Den springande krabbaspindeln Philodromus cespitum jagar också hårt på bladlöss och fungerar som ett biologiskt bekämpningsmedel i europeiska fruktträdgårdar. [36]

Flera arter av entomopatogen nematoder är viktiga rovdjur för insekter och andra ryggradslösa skadedjur. [37] [38] Entomopatogena nematoder bildar ett stresståligt stadium som kallas den smittsamma juvenilen. Dessa sprids i jorden och infekterar lämpliga insektsvärdar. När de kommer in i insekten flyttar de till hemolymfen där de återhämtar sig från sitt stagnerade utvecklingstillstånd och släpper sina bakteriella symbionter. De bakteriella symbionterna reproducerar och frigör gifter, som sedan dödar värdinsekten. [38] [39] Phasmarhabditis hermaphrodita är en mikroskopisk nematod som dödar sniglar. Dess komplexa livscykel inkluderar ett fritt levande, infektionsstadium i jorden där det blir associerat med en patogen bakterie som t.ex. Moraxella osloensis. Nematoden kommer in i snigeln genom den bakre mantelregionen och matar och reproducerar sig därefter inuti, men det är bakterierna som dödar snigeln. Nematoden är tillgänglig kommersiellt i Europa och appliceras genom vattning på fuktig jord. [40] Entomopatogena nematoder har en begränsad hållbarhet på grund av deras begränsade motståndskraft mot höga temperaturer och torra förhållanden. [39] Den typ av jord de appliceras på kan också begränsa deras effektivitet. [38]

Arter som används för att bekämpa spindkvalster inkluderar rovkvalster Phytoseiulus persimilis, [41] Neoseilus californicus, [42] och Amblyseius cucumeris, den rovmygga Feltiella acarisuga, [42] och en nyckelpiga Stethorus punctillum. [42] Felet Orius insidiosus har framgångsrikt använts mot det tvåfläckiga kvalstret och den västra blommans trips (Frankliniella occidentalis). [43]

Rovdjur inklusive Cactoblastis cactorum (som nämns ovan) kan också användas för att förstöra invasiva växtarter. Som ett annat exempel, gifthönsfjärilen (Agonopterix alstroemeriana) kan användas för att kontrollera giftig hemlock (Konium maculatum). Under sitt larvstadium konsumerar malen strikt sin värdväxt, gifthöns, och kan existera på hundratals larver per enskild värdväxt, vilket förstör stora delar av hemlocken. [44]

För skadedjur från gnagare är katter effektiv biologisk kontroll när de används i samband med minskning av "hamn"/gömställen. [46] [47] [48] Även om katter är effektiva för att förhindra "populationsexplosioner av gnagare", är de inte effektiva för att eliminera redan existerande allvarliga angrepp. [48] ​​Bergugglor används också ibland som biologisk gnagarebekämpning. [49] Även om det inte finns några kvantitativa studier av effektiviteten hos kattugglor för detta ändamål, [50] är de kända gnagare som kan användas som komplement till eller istället för katter [51] [52] de kan uppmuntras till en område med holkar. [53] [54]

I Honduras, där myggan Aedes aegypti överförde denguefeber och andra infektionssjukdomar, försökte man bekämpa biologisk kontroll genom en gemenskapshandlingsplan copepoder, sköldpaddsungar och juvenil tilapia lades till brunnarna och tankarna där myggrasen och mygglarverna eliminerades. [55]

Även bland leddjur som vanligtvis betraktas som obligatoriska rovdjur av djur (särskilt andra leddjur), är blommatkällor (nektar och i mindre grad pollen) ofta användbara tilläggskällor. [56] Det hade märkts i en studie [57] att vuxen Adalia bipunctata (rovdjur och vanlig biokontroll av Ephestia kuehniella) kunde överleva på blommor men slutförde aldrig sin livscykel, så en metaanalys [56] gjordes för att hitta en sådan övergripande trend i tidigare publicerade data, om den fanns. I vissa fall är blomresurser direkt nödvändiga. [56] Sammantaget ökar blomresurserna (och en imitation, d.v.s. sockervatten) livslängden och fruktsamheten, vilket betyder att även antalet rovdjur kan bero på överflöd av mat som inte är bytesdjur. [56] Således kan biokontrollpopulationens underhåll - och framgång - bero på närliggande blommor. [56]

Parasitoider Redigera

Parasitoider lägger sina ägg på eller i kroppen av en insektsvärd, som sedan används som föda för att utveckla larver. Värden dödas till slut. De flesta insektsparasitoider är getingar eller flugor, och många har ett mycket smalt värdområde. De viktigaste grupperna är ichneumonidgetingarna, som främst använder larver som värd för braconidgetingar, som attackerar larver och en lång rad andra insekter inklusive bladlöss kalkgetingar, som parasiterar ägg och larver av många insektsarter och tachinidflugor, som parasiterar ett brett spektrum av insekter. utbud av insekter inklusive larver, vuxna skalbaggar och larver, och riktiga insekter. [58] Parasitoider är mest effektiva för att minska skadedjurspopulationer när deras värdorganismer har begränsade tillflyktsorter att gömma sig för dem. [59]

Parasitoider är bland de mest använda biologiska kontrollmedlen. Kommersiellt finns det två typer av uppfödningssystem: kortvarig daglig produktion med hög produktion av parasitoider per dag och långsiktiga system med låg daglig produktion. [60] I de flesta fall kommer produktionen att behöva matchas med lämpliga releasedatum när mottagliga värdarter i en lämplig utvecklingsfas kommer att finnas tillgängliga. [61] Större produktionsanläggningar producerar på årsbasis, medan vissa anläggningar endast producerar säsongsmässigt. Uppfödningsanläggningar ligger vanligtvis ett betydande avstånd från där medlen ska användas i fält, och transport av parasitoiderna från produktionspunkten till användningsplatsen kan ställa till problem. [62] Fraktförhållandena kan vara för varma, och även vibrationer från flygplan eller lastbilar kan påverka parasitoider negativt. [60]

Encarsia formosa är en liten rovgeting som är en parasitoid av vitfluga, en savmatande insekt som kan orsaka vissnande och svartsotiga mögel i grönsaks- och prydnadsväxter i växthus. Det är mest effektivt när man hanterar angrepp på låg nivå, och ger skydd under en lång tidsperiod. Getingen lägger sina ägg i unga vita flugfjäll och gör dem svarta när parasitens larver förpuppas. [25] Gonatocerus ashmeadi (Hymenoptera: Mymaridae) har introducerats för att kontrollera den glasaktiga vingade skarpskytten Homalodisca vitripennis (Hemiptera: Cicadellidae) i Franska Polynesien och har framgångsrikt bekämpat

Den östliga granknoppmasken är ett exempel på en destruktiv insekt i gran- och granskogar. Fåglar är en naturlig form av biologisk kontroll, men den Trichogramma minutum, en art av parasitgeting, har undersökts som ett alternativ till mer kontroversiella kemiska kontroller. [64]

Det finns ett antal nya studier som eftersträvar hållbara metoder för att kontrollera stadskackerlackor med hjälp av parasitgetingar. [65] [66] Eftersom de flesta kackerlackor finns kvar i avloppssystemet och skyddade områden som är otillgängliga för insekticider, är det en strategi att använda aktiva-jägaregetingar för att försöka minska deras populationer.

Patogener Redigera

Patogena mikroorganismer inkluderar bakterier, svampar och virus. De dödar eller försvagar sin värd och är relativt värdspecifika. Olika mikrobiella insektssjukdomar förekommer naturligt, men kan också användas som biologiska bekämpningsmedel. [67] När de är naturligt förekommande är dessa utbrott densitetsberoende genom att de i allmänhet bara inträffar när insektspopulationerna blir tätare. [68]

Användningen av patogener mot akvatiska ogräs var okänd fram till ett banbrytande förslag från 1972 av Zettler och Freeman. Hittills hade biokontroll av något slag inte använts mot vattenogräs. I sin granskning av möjligheterna noterade de bristen på intresse och information hittills, och listade vad som var känt om skadedjur - vare sig de är patogener eller inte. De föreslog att detta skulle vara relativt enkelt att tillämpa på samma sätt som andra biokontroller. [69] Och faktiskt under decennierna sedan har samma biokontrollmetoder som är rutinmässiga på land blivit vanliga i vattnet.

Bakterier Redigera

Bakterier som används för biologisk bekämpning infekterar insekter via deras matsmältningskanaler, så de erbjuder endast begränsade alternativ för att bekämpa insekter med sugande mundelar som bladlöss och fjällinsekter. [70] Bacillus thuringiensis, en jordlevande bakterie, är den mest använda bakteriearten som används för biologisk bekämpning, med minst fyra underarter som används mot skadeinsekter från Lepidoptera (mal, fjäril), Coleopteran (bagge) och Dipteran (äkta fluga). Bakterien är tillgänglig för ekologiska lantbrukare i påsar med torkade sporer som blandas med vatten och sprayas på känsliga växter som brassicas och fruktträd. [71] [72] Gener från B. thuringiensis har också införlivats i transgena grödor, vilket gör att växterna uttrycker en del av bakteriens gifter, som är proteiner. Dessa ger resistens mot skadeinsekter och minskar därmed behovet av användning av bekämpningsmedel. [73] Om skadedjur utvecklar resistens mot toxiner i dessa grödor, B. thuringiensis kommer att bli värdelös i ekologiskt jordbruk också. [74] [72] Bakterien Paenibacillus popilliae som orsakar mjölksporssjukdom har visat sig vara användbar vid kontroll av japansk skalbagge och dödar larverna. Den är mycket specifik för sina värdarter och är ofarlig för ryggradsdjur och andra ryggradslösa djur. [75]

Bacill spp., [M 1] fluorescerande Pseudomonader, [M 1] och Streptomycetes är kontroller av olika svamppatogener. [M 2]

Svampar Redigera

Entomopatogena svampar, som orsakar sjukdomar hos insekter, inkluderar minst 14 arter som angriper bladlöss. [76] Beauveria bassiana är massproducerad och används för att hantera ett brett utbud av skadeinsekter inklusive vitflugor, trips, bladlöss och vivlar. [77] Lecanicillium spp. är utplacerade mot vita flugor, trips och bladlöss. Metarhizium spp. används mot skadedjur inklusive skalbaggar, gräshoppor och andra gräshoppor, Hemiptera och spindkvalster. Paecilomyces fumosoroseus är effektiv mot vita flugor, trips och bladlöss Purpureocillium lilacinus används mot rotknutnematoder och 89 Trichoderma arter mot vissa växtpatogener. [M 3] Trichoderma viride har använts mot holländsk almsjuka och har visat en viss effekt för att undertrycka bladsilver, en sjukdom hos stenfrukter som orsakas av den patogena svampen Chondrostereum purpureum. [78]

Patogena svampar kan kontrolleras av andra svampar, eller bakterier eller jästsvampar, såsom: Gliokladium spp., mykoparasitisk Pythium spp., binukleartade typer av Rhizoctonia spp. och Laetisaria spp.

Svamparna Cordyceps och Metacordyceps är utplacerade mot ett brett spektrum av leddjur. [79] Entomophaga är effektivt mot skadedjur som grön persikobladlöss. [80]

Flera medlemmar av Chytridiomycota och Blastocladiomycota har utforskats som medel för biologisk kontroll. [81] [82] Från Chytridiomycota, Synhytrium solstitiale anses vara ett kontrollmedel för den gula stjärntisteln (Centaurea solstitialis) i USA. [83]

Virus Redigera

Baculovirus är specifika för enskilda insektsvärdarter och har visat sig vara användbara vid biologisk skadedjursbekämpning. Till exempel har Lymantria dispar multicapsid nuclear polyhedrosis-virus använts för att bespruta stora skogsområden i Nordamerika där larver av zigenarmalen orsakar allvarlig avlövning. Mallarverna dödas av viruset de har ätit och dör, de sönderfallande kadaverna lämnar viruspartiklar på bladverket för att infektera andra larver. [84]

Ett däggdjursvirus, kaninhemorragiska sjukdomsviruset, introducerades till Australien för att försöka kontrollera de europeiska kaninpopulationerna där. [85] Den rymde från karantän och spred sig över landet och dödade ett stort antal kaniner. Mycket unga djur överlevde, överförde immunitet till sin avkomma i sinom tid och producerade så småningom en virusresistent population. [86] Introduktionen till Nya Zeeland på 1990-talet var lika framgångsrik till en början, men ett decennium senare hade immuniteten utvecklats och populationerna hade återgått till nivåerna före RHD. [87]

RNA-mykovirus är kontroller av olika svamppatogener. [M 2]

Oomycota Edit

Lagenidium giganteum är en vattenburen mögel som parasiterar myggans larvstadium. När de appliceras på vatten undviker de rörliga sporerna olämpliga värdarter och söker upp lämpliga mygglarvvärdar. Denna form har fördelarna med en vilande fas, resistent mot uttorkning, med långsamma frisättningsegenskaper under flera år. Tyvärr är den mottaglig för många kemikalier som används i myggbekämpningsprogram. [88]

Konkurrenter Redigera

Baljväxtrankan Mucuna pruriens används i länderna Benin och Vietnam som en biologisk kontroll för problematiska Imperata cylindrica gräs: vinstocken är extremt kraftig och dämpar närliggande växter genom att konkurrera ut dem om utrymme och ljus. Mucuna pruriens sägs inte vara invasiv utanför sitt odlade område. [89] Desmodium uncinatum kan användas i push-pull-odling för att stoppa parasitväxten, häxgräs (Striga). [90]

Den australiska buskflugan, Musca vetustissima, är en stor olägenhet i Australien, men inhemska nedbrytare som finns i Australien är inte anpassade för att livnära sig på kogödsel, vilket är där buskflugor häckar. Därför släppte Australian Dung Beetle Project (1965–1985), ledd av George Bornemissza från Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, 49 arter av dyngbaggar, för att minska mängden dynga och därför också de potentiella häckningsplatserna för flyga. [91]

Kombinerad användning av parasitoider och patogener Redigera

I fall av massiv och allvarlig infektion av invasiva skadedjur används ofta metoder för skadedjursbekämpning i kombination. Ett exempel är smaragd askborren, Agrilus planipennis, en invasiv skalbagge från Kina, som har förstört tiotals miljoner askträd i sitt introducerade område i Nordamerika. Som en del av kampanjen mot det sökte amerikanska forskare och den kinesiska skogsakademin efter dess naturliga fiender i det vilda från 2003, vilket ledde till upptäckten av flera parasitoidgetingar, nämligen Tetrastichus planipennisi, en sällskaplig larv endoparasitoid, Oobius agrili, en ensam, partenogen äggparasitoid, och Spathius agrili, en sällskaplig larv ektoparasitoid. Dessa har introducerats och släppts ut i USA som en möjlig biologisk kontroll av smaragdaska. Inledande resultat för Tetrastichus planipennisi har visat lovande, och det släpps nu tillsammans med Beauveria bassiana, en svamppatogen med kända insekticida egenskaper. [92] [93] [94]

Svampskadegörare Redigera

Botrytis cinerea på sallad, av Fusarium spp. och Penicillium claviforme, på druva och jordgubb av Trichoderma spp., på strawberry by Cladosporium herbarum, på kinakål av Bacillus brevis, och på olika andra grödor av olika jästsvampar och bakterier. Sclerotinia sclerotiorum av flera svampbiokontroller. Svampkapselinfektion av snapsböna av Trichoderma hamatum om före eller samtidigt med infektion. [M 4] Cryphonectria parasitica, Gaeumannomyces graminis, Sklerotinia spp. och Ophiostoma novo-ulmi av virus. [M 2] Olika mjöldagg och rost av olika Bacill spp. och fluorescerande Pseudomonader. [M 1] Colletotrichum orbiculare kommer att undertrycka ytterligare infektion av sig själv om den manipuleras för att producera växtinducerad systemisk resistens av infekterade det lägsta bladet. [M 5]

Många av de viktigaste skadedjuren är exotiska, invasiva arter som allvarligt påverkar jordbruk, trädgårdsodling, skogsbruk och stadsmiljöer. De tenderar att anlända utan sina samutvecklade parasiter, patogener och rovdjur, och genom att fly från dessa kan populationer skjuta i höjden. Att importera dessa skadedjurs naturliga fiender kan tyckas vara en logisk åtgärd, men detta kan få oavsiktliga konsekvenser, regleringar kan vara ineffektiva och det kan bli oförutsedda effekter på den biologiska mångfalden, och antagandet av teknikerna kan visa sig vara utmanande på grund av bristande kunskap bland bönder och odlare. . [95]

Biverkningar Redigera

Biologisk kontroll kan påverka den biologiska mångfalden [14] genom predation, parasitism, patogenicitet, konkurrens eller andra attacker på icke-målarter. [96] En införd bekämpning riktar sig inte alltid bara mot den avsedda skadegöraren, utan kan också rikta in sig på inhemska arter. [97] På Hawaii under 1940-talet introducerades parasitgetingar för att bekämpa en lepidoptera pest och getingarna finns fortfarande kvar där idag. Detta kan ha en negativ inverkan på det inhemska ekosystemet, men värdernas utbredningsområde och effekter måste studeras innan deras påverkan på miljön deklareras. [98]

Ryggradsdjur tenderar att vara generalistmatare och gör sällan bra biologiska bekämpningsmedel, många av de klassiska fallen av "biokontroll som gått snett" involverar ryggradsdjur. Till exempel käpppaddan (Rhinella småbåtshamn) introducerades avsiktligt till Australien för att kontrollera gråbacksrörbaggen (Dermolepida albohirtum), [99] och andra skadedjur av sockerrör. 102 paddor hämtades från Hawaii och föddes upp i fångenskap för att öka deras antal tills de släpptes ut i sockerrörsfälten i norra tropen 1935. Det upptäcktes senare att paddorna inte kunde hoppa särskilt högt och därför inte kunde äta sockerröret skalbaggar som stannade på de övre stjälkarna av sockerrörsväxterna. Paddan trivdes dock genom att livnära sig på andra insekter och spred sig snart mycket snabbt, den tog över inhemska groddjurs livsmiljö och förde med sig främmande sjukdomar till inhemska paddor och grodor, vilket dramatiskt minskade deras populationer. Dessutom, när den hotas eller hanteras, släpper käpppaddan gift från parotoidkörtlar på sina axlar. Inhemska australiensiska arter som goannas, tigerormar, dingos och nordliga quolls som försökte äta paddan skadades eller dödades. Det har dock funnits några nya bevis för att inhemska rovdjur anpassar sig, både fysiologiskt och genom att ändra sitt beteende, så i det långa loppet kan deras populationer återhämta sig. [100]

Rhinocyllus conicus, en frömatande vivel, introducerades till Nordamerika för att kontrollera exotisk mysktistel (Carduus nutans) och kanadensisk tistel (Cirsium arvense). Men viveln attackerar också inhemska tistlar och skadar sådana arter som den endemiska Platte-tisteln (Cirsium neomexicanum) genom att välja ut större växter (vilket minskade genpoolen), minska fröproduktionen och i slutändan hota artens överlevnad. [101] Likaså viveln Larinus planus användes också för att försöka kontrollera den kanadensiska tisteln, men den skadade också andra tistlar. [102] [103] Detta inkluderade en art som klassificerades som hotad. [104]

Den lilla asiatiska mangusten (Herpestus javanicus) introducerades till Hawaii för att kontrollera råttpopulationen. Men mangust var dagaktiv, och råttorna kom fram på natten. Mangustarna bröt därför de endemiska fåglarna på Hawaii, särskilt deras ägg, oftare än den åt råttorna, och nu hotar både råttor och mangusar fåglarna. Denna introduktion genomfördes utan att förstå konsekvenserna av en sådan handling. Det fanns inga regler vid den tiden, och en noggrannare utvärdering borde förhindra sådana utsläpp nu. [105]

Den robusta och produktiva östliga myggfisken (Gambusia holbrooki) är infödd i sydöstra USA och introducerades runt om i världen på 1930- och 40-talen för att livnära sig på mygglarver och därmed bekämpa malaria. Den har dock frodats på bekostnad av lokala arter, vilket har orsakat en minskning av endemiska fiskar och grodor genom konkurrens om matresurser, såväl som genom att äta deras ägg och larver. [106] I Australien är bekämpning av myggfisken föremål för diskussion 1989 konstaterade forskarna A. H. Arthington och L. L. Lloyd att "biologisk populationskontroll är långt bortom nuvarande kapacitet". [107]

Odlarutbildning Edit

Ett potentiellt hinder för antagandet av biologiska skadedjursbekämpningsåtgärder är att odlare kanske föredrar att stanna kvar med den välbekanta användningen av bekämpningsmedel. Bekämpningsmedel har dock oönskade effekter, inklusive utveckling av resistens bland skadegörare, och förstörelse av naturliga fiender, dessa kan i sin tur möjliggöra utbrott av skadegörare av andra arter än de som ursprungligen var målet, och på grödor på avstånd från de som behandlats med bekämpningsmedel. [108] En metod för att öka odlarnas antagande av biokontrollmetoder innebär att låta dem lära sig genom att göra, till exempel att visa dem enkla fältexperiment, vilket gör det möjligt för dem att observera levande predation av skadedjur eller demonstrationer av parasiterade skadedjur. I Filippinerna var tidig säsongssprej mot bladmappslarver vanlig praxis, men odlare ombads följa en "tumregel" att inte spraya mot lövmapp under de första 30 dagarna efter transplantation deltagande i detta resulterade i en minskning av insekticider användning med 1/3 och en förändring i odlarens uppfattning om användning av insektsmedel. [109]

Relaterat till biologisk skadedjursbekämpning är tekniken att introducera sterila individer i den inhemska populationen av någon organism. Denna teknik praktiseras i stor utsträckning med insekter: ett stort antal hanar som steriliseras av strålning släpps ut i miljön, som fortsätter att konkurrera med de inhemska hanarna om honor. De honor som parar sig med de sterila hanarna kommer att lägga infertila ägg, vilket resulterar i en minskning av populationens storlek. Med tiden, med upprepade introduktioner av sterila hanar, kan detta resultera i en betydande minskning av storleken på organismens population. [110] En liknande teknik har nyligen tillämpats på ogräs med hjälp av bestrålat pollen, [111] vilket resulterar i deformerade frön som inte spirar. [112]


The Gene Drive Dilemma: Vi kan ändra hela arter, men borde vi det?

En ny genteknik kan hjälpa till att eliminera malaria och förhindra utrotning - om mänskligheten bestämmer sig för att släppa lös den.

A Drosophila melanogaster fruktfluga konstruerad med en gendrift som gjorde att den fick röda fluorescerande ögon. Kreditera. Craig Cutler för The New York Times

O En försommarkväll 2018 körde biologen Anthony James från sitt kontor vid University of California, Irvine, till huvudkontoret för Creative Artists Agency, ett elegant höghus i glas och stål i Los Angeles. Där samlades ungefär 200 författare, regissörer och producenter – många av dem involverade i skapandet av vetenskaps- och teknikthrillers – för ett evenemang som heter Science Speed ​​Dating, där James och andra forskare skulle förklara sitt arbete. Sessionerna organiserades, berättade James för mig, "i hopp om att få fakta åtminstone något rakt."

Deltagarna tilldelades olika grupper, så varje forskare hade bara sju minuter på sig att beskriva sitt arbete för en grupp innan de sprang till nästa rum och började om. "Det fanns många trappor, så jag skulle bli riktigt andfådd", mindes James. "Jag skulle komma flämtande." Han kände sig också lite överväldigad. Det fanns chefer i dyra kostymer, unga män och kvinnor som såg oförklarligt klädda ut i trasiga jeans och, enligt James, ett oroande antal människor som bar hattar. Få, om någon, hade en djup kunskap om genetik, en deltagare i synnerhet hänvisade till "det mörka genomet", som om det var en sak. "Jag var tvungen att säga till honom," Riktiga genetiker brukar inte prata på det sättet, "sa James.

James började sin presentation med en kort översikt över myggburna sjukdomar som malaria och Zika. Sedan vände han sig försiktigt till att prata om sitt eget område av vetenskaplig expertis: en obskyr men kraftfull uppfinning känd som en gendrift. James började med att notera att två brunögda mänskliga föräldrar ibland kan producera ett blåögt barn, men bara om båda föräldrarna bär en kopia av den recessiva genen. En gendrift, förklarade han, var ett verktyg som hos vissa arter kunde förvandla sådana händelser till en nästan säkerhet. För det första garanterade det att en viss gen skulle ärvas, även om bara en förälder hade det. Och det skulle automatiskt infoga den valda genen i båda kopiorna av avkommans DNA, vilket effektivt förvandlar en recessiv egenskap till en dominant. Bara det, förklarade James, "låter dig ändra oddsen, så att du får blå ögon 99 procent av tiden."

Det som dock gjorde gendriften verkligen märklig och anmärkningsvärd var att den inte slutade med en uppsättning avkommor. Generation efter generation skulle den obevekligt kopiera och klistra in genen den bar, tills den fanns i varje ättling. "För de flesta av människorna i rummet kunde man säga att det var det första de hade hört talas om det här," mindes James. "Du kunde se deras ögon bli stora."

Detta betydde något, förklarade James, eftersom det tillät dig att förändra inte bara en enda varelse utan – potentiellt – en hel befolkning, och snabbt. Några månader efter att tekniken upptäcktes 2014, konstruerade James två myggor för att bära en gendrift som var bunden till en gen för röd fluorescerande färg som skulle rikta in sig på myggornas ögon. Han lade sedan var och en i en låda med 30 vanliga lilaögda myggor. När myggorna växte fram fick de avkommor: ungefär 3 900 efter två generationer. (Myggor lägger mycket ägg.) Enligt normala arvsregler borde det ha funnits lika många rödögda som lilaögda myggor. Istället, när James öppnade lådorna för att kontrollera avkomman, hade alla utom 25 av de 3 900 myggorna röda ögon.

Leigh Dana Jackson, en producent som anpassade en fantasyroman kallad "Den femte säsongen" för tv, var en av personerna som såg James' tal. "Jag var fascinerad av det faktum att det här redan var verkligt," sa han till mig. Det var inte svårt att föreställa sig Hollywood-versionen av den gendrivna historien: den oseriösa forskaren var fast besluten att förstöra det globala jordbruket genom att föda upp en ostoppbar armé av insekter (arbetstitel: "Pesten"), den korrupta företagstitan som varnade den genen enheter kan mutera vilt, tystar forskaren, fast besluten att se en avkastning på sin investering.

Än så länge är verkligheten åtminstone mindre läskig. Gendrifter har ännu inte testats utanför labbet, och till och med det mest utvecklade projektet hittills - antimalariagendriften i Anopheles-myggor - kommer inte att vara allmänt tillgänglig förrän om minst fem år till. Men många forskare och folkhälsoexperter tror att fördelarna kan vara betydande. Förutom att bekämpa malaria, kan gendrifter användas för att förändra, eller till och med eliminera, andra sjukdomsframkallande insekter, från sandflugorna som överför leishmaniasis till fästingar som bär borrelia i USA. (Eftersom spridningen av en egenskap sker över generationer, fungerar en gendrift bäst hos arter som förökar sig snabbt, som insekter och gnagare, snarare än hos till exempel elefanter och människor.) De kan också användas för att skydda hotade arter. På Galápagos har miljögrupper som Island Conservation och International Union for Conservation of Nature utforskat att använda en "helt manlig" gendrift – en som endast resulterar i manliga avkommor – för att eliminera de råttor som decimerar de inhemska fågel- och sköldpaddspopulationerna , som för närvarande sköts med förgiftat bete. Och bland jordbruksforskare har gendrifter lagts fram som en strategi för att bekämpa invasiva grödor, som fruktflugan med fläckiga vingar, utan bekämpningsmedel.

Än så länge är dock mycket av potentialen hos gendrifter fortfarande mycket spekulativ, och det finns ett avsevärt antal okända. I en försiktigt stödjande rapport från 2016 varnade National Academy of Sciences för att "avsevärda luckor i kunskap" kvarstår kring gendrifternas ekologiska och evolutionära effekter. Kan en gendrive stoppa ett virus bara för att öppna vägen för ett annat, mer virulent? Kan den hoppa från en art till en besläktad? Vilka skulle miljöeffekterna, om några, bli av att förändra generna för hela arter? Vad sägs om att eliminera en art helt?

Åtminstone för speeddatingarna verkade dessa frågor ge resonans. "Du tänker, O.K., om du pratar om en välvillig vetenskapsman som använder detta, bra," sa Jackson till mig senare. "Men hur är det med alternativet?" Under Q. and A.-sessionen efteråt, mindes Jackson, verkade en deltagare särskilt oroad, och pressade James om hur gendriven kunde användas i händerna på en skrupelfri främmande makt. "Han var Jeff Goldblum-karaktären!" Jackson skämtade.

Hollywood är naturligtvis inte ett exakt lackmustest för hur en ny teknik sannolikt kommer att tas emot av allmänheten. Men det är inte heller en dålig uppskattning. Liksom manusförfattare tenderar de flesta av oss att dras mot de mer extrema exemplen på en teknologis potential, dess förmåga att rädda världen eller att förstöra den. Gendrifter verkar nästan skräddarsydda för att ta vara på våra värsta rädslor: en kraftfull, osynlig teknik som sprider sig av sig själv och genomför en fundamental omvandling av naturen. Det är en situation som praktiskt taget inbjuder oss att föreställa oss onda företag på väg, eller hemliga militära experiment som löper amok.

Som Alta Charo, professor i juridik och bioetik vid University of Wisconsin, Madison, säger om vår gentekniska förmåga, "På en mycket instinktiv nivå finns det en känsla av att det här är saker som människor inte ska göra." Hon fortsatte: "Under de år då gendrifter inte var särskilt effektiva, var de inte heller särskilt riskabla. Det är en rolig situation: När tekniken är svag vill du göra den bättre. Men när det händer blir plötsligt alla dessa saker du föreställt dig faktiskt möjliga. Du kan göra det nya djuret, eller så kan du utplåna hela arten. Och om det visar sig ha varit en dålig idé, betyder det att du kommer att behöva ta itu med konsekvenserna."

En paradox inom vetenskapen genombrott är att de kan verka på en gång fluffiga och oundvikliga. Forskare kan slita stegvis i decennier, osäkra på om deras arbete någonsin kommer att leda till något, bara för att upptäcka att de plötsligt har utvecklat en teknik som väcker alla möjliga verkliga frågor som ingen har svaren på.

Gendrifter uppstod på precis detta sätt: Malariaforskare ägnade nästan två decennier åt att försöka skapa gendrifter i syfte att stävja sjukdomar, men ingen kunde få dem att fungera särskilt bra. Under sina 10 år av försök lyckades James öka chansen att en egenskap skulle ärvas med bara 1 eller 2 procent. Sedan, nästan av en slump, förvandlade en ny utveckling gendrifter från en bakvattenvetenskap till en avantgardeteknologi.

2014 kämpade Valentino Gantz, en 30-årig doktorand i biologiska vetenskaper vid University of California, San Diego, för att avsluta sitt examensarbete - ett abstrut projekt om vingutveckling hos flugor. Fruktflugor har vanligtvis fem stora vener i sina vingar, men de med en speciell genetisk mutation kommer bara att växa fyra. Gantz hade tillbringat sex månader med att försöka se om genen som kontrollerar den saknade venen i en flugart skulle göra något liknande i en annan.

Projektet gick inte särskilt bra. Genteknik är ett petigt arbete. Gantz började med att tillverka en gen som orsakade mutationen för den saknade venen och sedan använde han en hårtunn glasnål för att injicera den i flugägg, vart och ett lika stort som ett sandkorn. Processen fungerade, enligt Gantz, ungefär en gång på hundra. Redan då fick den resulterande flugan bara en enda kopia av den defekta genen, och det tog två för att producera den saknade venen. Eftersom genen var recessiv fanns det dessutom inget sätt att avgöra bara genom att titta på vilken vuxen fluga som fick den. Gantz enda alternativ var att blint konstruera och korsa ihop mängder av flugor, i hopp om att två som bär på den recessiva mutationen så småningom skulle hitta varandra och para sig. Men hittills, trots hundratals timmars arbete, hade Gantz misslyckats med att skapa en enda muterad fluga.

Då fick han en radikal idé. Genredigering förlitar sig på ett verktyg som heter Crispr, som i sig är en gen som ursprungligen hittades i bakterier. Med vissa modifieringar kan Crispr användas för att klippa och klistra in bitar av DNA nästan som en ordbehandlare. Gantz bestämde sig för att använda Crispr för att infoga inte bara en viss förändrad gen utan också en kopia av själva Crispr-redigeringsverktyget: De två skulle knytas ihop. Detta skapade en sorts seriell kopiera-och-klistra funktion den förändrade genen skulle infogas i båda kopiorna av DNA:t, snarare än bara en, vilket effektivt förvandlar en recessiv egenskap, som en saknad ven, till en dominant.

Möjligheten att generera dubbla recessiver skulle ha varit ett värdefullt labbverktyg i sig. Men det var mer. Sätt in konstruerat DNA i de flesta celler - hudceller, hjärnceller och så vidare - och det kommer att skapa en engångsförändring hos individen som tar emot dessa celler. Undantaget är om det förändrade DNA:t sätts in i en könscell: cellerna som förvandlas till spermier och ägg. Gantz och hans avhandlingsrådgivare, Ethan Bier, professor i cell- och utvecklingsbiologi vid U.C. San Diego, bestämde sig för att försöka sätta Crispr-redigeringsmaskineriet i en könscell, tillsammans med genen som den ursprungligen var knuten till. Detta, hoppades de, skulle få den att obevekligt kopiera sig själv i varje ägg en fluga lägger, vilket i huvudsak garanterar att en egenskap skulle ärvas och fortsätta spridas med varje generation.

Vetenskaplig forskning är full av lockande idéer som inte slår igenom, och Gantz och Bier misstänkte att detta kan vara en av dem. "Jag skulle säga att i stort sett alla antog att det inte skulle fungera," sa Gantz till mig. "Känslan var mer som 'Hej, varför inte prova det?'"

Gantz födde upp en omgång fruktflugor som hade konstruerats för att bära både Crispr-maskineriet och en enda kopia av en recessiv gen för gul färg. När den första satsen höll på att mogna tittade Gantz in i flaskorna, bara för att se vad som såg ut att vara vanliga bruna flugor. "Jag sa till Ethan, 'det fungerade inte'", mindes Gantz. "Jag var verkligen förkrossad." Bier rådde honom att vänta lite till för att låta pupporna utvecklas. När Gantz tittade igen nästa morgon såg han en fluga som var gul, och sedan en till och en till. "Det var då jag började hoppa," sa han till mig.

Det var dock fortfarande inte klart om kopierings-och-klistra-processen skulle fortsätta i flugornas avkommor, så Gantz förberedde en andra omgång flugor, gjord genom att föda upp första generationens gula flugor med vanliga bruna. Samtidigt började han och Bier skriva ett papper om deras upptäckt, med en plan att lägga till arvsresultaten i sista minuten om experimentet skulle fungera.

Den andra generationen av flugor skulle mogna den 28 december, och när datumet närmade sig tillbringade Bier och Gantz timmar med att diskutera de möjliga resultaten. På juldagen bjöd Bier in Gantz att komma hem till honom för att äta lunch. De två pratade under större delen av dagen, hasade ut detaljer relaterade till tidningen och brottades med de etiska och säkerhetsfrågor som deras genombrott kan väcker. "Den eftermiddagen gick vi igenom alla bekymmer," mindes Gantz. Vad skulle till exempel hända om några av de konstruerade flugorna kom ut och började sprida sin mutation i det vilda? Det var också frågan om huruvida ett sådant verktyg kunde användas som ett vapen - säg genom att sabotera pollinatörerna som stöder jordbruket, eller genom att förändra generna hos ofarliga vilda insekter så att de kan överföra sjukdomar. "Vid ett tillfälle tänkte vi, ska vi ens publicera det här?" Gantz mindes.

Som en check ringde Bier en annan forskare, Hugo Bellen, som är välkänd för sitt arbete med fruktflugsgenetik. Som Gantz mindes det, sa Bellen till Bier, "När du har ett resultat är det oetiskt inte att publicera den.’ Så vi bestämde oss för att gå vidare.”

Gendrifter är det senaste i en rad nya genetiska verktyg utformade för att hjälpa oss att förbättra vår miljö eller våra liv. Men även om vi har blivit skickliga på att göra tekniska genombrott, har vi oftast misslyckats med att skapa riktiga forum för att prata om dem. "Det finns stora filosofiska frågor som har väckts vid olika punkter men som aldrig har besvarats", säger Ben Hurlbut, vetenskapshistoriker vid Arizona State University. "Till exempel, hur ser en bra framtid ut och vem får bestämma?"

Med växande populism och färre människor som är villiga att lita på tillsynsmyndigheternas och forskares omdöme, har retoriken kring komplexa innovationer blivit alltmer polariserad, där båda sidor har fastnat i en kamp med hög insats om den allmänna opinionen. Många forskare som jag pratade med citerade introduktionen av genetiskt modifierade livsmedel som en vändpunkt eftersom motreaktionen effektivt förlamade fältet. "Nivån av organiserad skepsis kring genetiskt framställda livsmedel var en helt ny fas," berättade Charo för mig. För det första, processen – som till exempel innebar att ympa in en flundragen i en tomat för att göra den frostbeständig – slog de flesta som vagt läskig. Men kanske mer plågsamt var att tekniken i första hand kontrollerades av den globala jordbruksjätten Monsanto, som inte bara innehade patenten på de nya fröna utan också snabbt började en aggressiv global marknadsföringskampanj för att övertala bönder att byta till sina varumärkesskyddade frölinjer.

"Med genetiskt framställda livsmedel, under de första åren, satte Monsanto verkligen sammanhanget", säger Charo. "Och det var en enda röra. Deras ekonomiska intresse för immateriella rättigheter och deras regulatoriska intresse av att se till att dessa produkter kunde komma ut på marknaden blandades ihop med vetenskapen, så ingen var villig att lita på den typ av forskning de gjorde. Slutresultatet blev att alla G.M.O. forskningen blev fläckad."

Todd Kuiken, en forskare vid Genetic Engineering and Society Center vid North Carolina State University, säger att "det var i grunden en lektion i hur man inte gör saker." Men, påpekade han, "Monsanto-misstaget" gjorde också forskare uppmärksamma på behovet av ett mer transparent och samarbetssätt. Med gendrifter har grupper som Target Malaria, ett ideellt forskningskonsortium administrerat av Imperial College, London, och delvis finansierat av Bill och Melinda Gates Foundation, betonat att utplaceringen av modifierade myggor i Afrika borde vara "ett afrikanskt beslut." Lokala och nationella regeringar skulle arbeta med reglerande organisationer som FN och Världshälsoorganisationen, som har föreslagit ramar för att testa och släppa ut genetiskt modifierade myggor. I USA har den senaste utvecklingen inom genetik, inklusive gendrifter, skapat en boommarknad för etiker, såväl som för så kallade engagemangsspecialister, som har det föga avundsvärda problemet att ta reda på hur man får människor att vara genuint eftertänksamma om en förvirrande och högst tekniskt forskningsområde.

Än så länge har åtminstone processen varit stenig. Vid FN:s konvention om biologisk mångfald i Sharm el Sheikh, Egypten, i november 2018, jämförde en koalition av aktivistgrupper gendrifter med atombomben och anklagade forskare för att använda malaria som en trojansk häst för att dölja utvecklingen av jordbruksgendrifter för företagens vinst. Forskare som arbetar med Gates Foundation anklagade i sin tur aktivister för att försöka kapa mötet och avfärdade kraven på ett globalt forskningsmoratorium. "Rapporten jag har fått hittills är att det har varit mycket skrik," sa en policyexpert dystert till mig.

Natalie Kofler, som deltog i konferensen och driver ett globalt initiativ för ansvarsfull utveckling av genetisk teknologi, beskrev atmosfären som "ganska rå." Kofler berättade för mig att icke-statliga organisationer som Target Malaria tenderar att avvisa aktivisternas påståenden, vilket i sin tur ger aktivisterna känsla av att inte bli hörda. "Det finns en allmän uppfattning om att dessa grupper inte är vetenskapliga, så deras argument är mindre giltiga", säger hon. Å andra sidan, fortsatte hon, har vissa aktivistgrupper börjat bete sig på ett sätt som är medvetet inflammatoriskt.En handfull små icke-statliga organisationer, gemensamt kända som SynBioWatch, har tagit till att beskriva gendrivna forskare som en kabal och använda taktik som är mer typisk för politiska desinformationskampanjer (skicka in FOIA-förfrågningar för tusentals e-postmeddelanden och sedan publicera resultatet - en banal blandning av forskning prat och konferensplanering — inramad som en "trove" av dolda bevis). Flera vetenskapsmän som jag pratade med beskrev att de kände sig kränkta en hade nyligen blivit föremål för en offentlig informationsförfrågan för hennes e-postmeddelanden från universitetet, inlämnad av en aktivist som också gjorde nedsättande kommentarer om henne och hennes barn. En annan beskrev att han såg onlineforum kapade av grupper som försökte blanda ihop gendrifter och G.M.O.s. Under sommaren släppte en kanadensisk organisation känd som ETC Group en kortlek som visar de potentiellt alarmerande användningsområdena för gendrifter. Ett kort innehöll en tecknad bild av ett gendrivet honungsbi som förmodligen kunde kontrolleras med en ljusstråle, ett annat visade en aggressivt utseende anti-malariamygga med den vaga men olycksbådande varningen, "Täcker upp den verkliga historien om gendrift."

Jim Thomas, en co-executive director för ETC Group, erkänner att honungsbiexemplet var mycket spekulativt, även om han noterade att någon lämnade in ett patent på en sådan idé. Men han försvarar det som en nödvändig motsats till vad han betraktar som ett missvisande fokus på "högprofilerade räddningsapplikationer" som antimalaria och bevarandeinsatser. "Diskussionen från början har varit inramad kring de bästa scenarierna", säger Thomas. "Och det finns en sorts ovilja att diskutera var den här tekniken kommer att ta vägen därifrån. Vår känsla är åtminstone att detta är en jordbruksteknik: att den kommer att ha sin största tillämpning inom jordbruket och livsmedelssystemet. Och det är också en teknik som är av intresse för militären. Men det finns ingen diskussion om det."

Att spela mot rädslor kring värsta scenarier kan vara en kraftfull taktik. Dietram Scheufele, som studerar vetenskaplig och politisk kommunikation vid University of Wisconsin, Madison, säger att forskare i allmänhet är mycket sämre än aktivistgrupper på att forma den allmänna opinionen, delvis för att de tenderar att förlita sig på logiska resonemang och fakta, medan aktivistgrupper är mer kommer sannolikt att utnyttja omedvetna värderingar och känslor - som att använda termen "Frankenfoods" för att beskriva GMO "Det är verkligen en briljant bit av inramning," säger Scheufele. "Budskapet är: 'Vetenskap är att sätta ihop två saker som inte hör ihop. Och det där blir utom kontroll och ut ur labbet, och allt är på grund av vetenskaplig hybris.’ Och så har du det vetenskapliga svaret, som är att någon säger: ’Faktiskt är det inte helt rätt. Låt mig förklara detta komplicerade för dig. . ’”

För lekmannen kan det vara förvirrande att sortera igenom så olika synpunkter. "Om du pratar med de flesta av medlemmarna och delegaterna på konferensen har de inte ens hört talas om gendrivningar förut", säger Kuiken. "Och sedan hör de folk säga att vi antingen kommer att få ett slut på malaria med detta eller så kommer det att förstöra planeten och styra över till Big Ag. Jag menar, vad gör du med det?"

Det första stället en gen drive kommer med största sannolikhet att användas är det landlåsta västafrikanska landet Burkina Faso. Abdoulaye Diabaté är vektorbiolog och chef för det medicinska entomologiska laboratoriet vid Institut de Recherche en Sciences de la Santé, i landets näst största stad, Bobo-Dioulasso. Han berättade för mig att i Burkina Faso var malariabärande myggor redan resistenta mot pyrethyroidinsekticiden som användes på sängnät och att sjukdomsfrekvensen började stiga. "Om du tittar på Afrikas insekticidresistensprofil, kommer du att se att hjärtat ligger i Västafrika," sa Diabaté när jag pratade med honom i telefon i våras. "Så när vi blev kontaktade av Imperial College 2012 om anti-malaria-gendrivna myggor, tänkte vi, det här är verkligen något fantastiskt, verkligen relevant för oss, och vi måste engagera oss i det."

I samarbete med Target Malaria genomförde Diabatés team forskning och påbörjade också en gradvis process av uppsökande och utbildning. ”Vi har försökt nå ut till a massa av människor”, sa Diabaté. "Från gräsrotsnivå, i byarna, till de högsta nivåerna av regeringen - såväl som journalister, andra vetenskapsmän, det religiösa samfundet, de regionala myndigheterna."

Den person som ansvarar för uppsökande verksamhet i byarna, Dr Léa Paré Toé, sa att gruppen började helt enkelt med att göra en inventering. "Vi gjorde en sorts grundutredning", sa hon till mig. "Hur är förståelsen för malaria? Och vi upptäckte att de flesta visste att malaria överförs av myggor. Men de trodde också att regn kan överföra malaria, eller att det orsakas av söt mat. Så det uppstod en viss förvirring."

Paré Toé och Diabaté började med att förklara myggornas biologi och gående invånare genom labbets rutinaktiviteter: samla in myggor för att studera häckningsmönster eller mäta artens utbredningsområde. "Vi pratade också om konceptet forskning", sa Paré Toé, "eftersom vi behövde förklara den här idén för samhället. Det var nytt."

Det primära lokala språket, Dioula, hade inget ord för "gen" eller "genetiskt modifierad", så Paré Toés team arbetade också med lingvister för att utveckla ett termlexikon. Som Paré Toé beskrev det för mig började gruppen med att söka invånare. "Vi skulle säga: 'Har du ett ord på det lokala språket som kan förklara dessa idéer?' Sedan kommer de tillbaka med några ord."

Efteråt anlitade gruppen en lingvist, Dr Daouda Traoré, för att utveckla en ordlista, som de kontrollerade mot sin egen lista och sedan fälttestade. "För oss var det viktigaste inte att hitta en Dioulan-term som motsvarade en viss fras, som "genetisk modifiering", utan att hitta ett sätt att förklara vad begreppet faktiskt betyder," tillade Traoré. – Hela processen tog ganska lång tid.

Samtidigt började Target Malaria arbeta med landets tillsynsmyndigheter, inklusive National Biosafety Agency och miljöministeriet, för att skapa en stegvis godkännandeprocess. Det första steget, 2016, var att importera 5 000 myggägg modifierade så att hanarna var sterila men inte hade en gendrift. (En utsättning av sterila myggor ägde rum i juli.) Förutsatt att den nuvarande processen fortsätter, skulle de första gendrivna myggorna så småningom tas in från Italien – Burkina Faso har inte de labbfaciliteter som skulle tillåta forskare att säkert utveckla gendriven myggor — sedan vidare uppfödda och testade i labbet för att bland annat se hur effektivt de kan konkurrera och para sig med de endemiska stammarna. (Den huvudsakliga malariabärande myggan i Västafrika är Anopheles gambiae, men labbversioner av arten skiljer sig genetiskt från vilda Anopheles.)

Trots det uppskattar Delphine Thizy, som fungerar som en länk mellan Target Malaria och samhällen i Burkina Faso, att det kommer att dröja minst fem år innan processen att föra gendrivna myggor till Afrika kan påbörjas, och troligen ett decennium innan anti -malaria-gendrivna myggor blir tillgängliga för alla länder att använda (efter godkännande av Världshälsoorganisationen). Men hon varnar också för att processen kan vara mycket långsammare och att "om folk avvisar det, kan det bara sluta."

Medan de flesta afrikanska länder fortfarande är emot G.M.O. grödor – delvis på grund av deras koppling till multinationella företag – har stödet för gendriven teknik för att motverka sjukdomar hittills varit högt. (Vid Afrikanska unionens toppmöte 2016 inrättade församlingen en panel för att utforska användningen av framväxande teknologier, inklusive användningen av gendrifter för att eliminera malaria.) Enligt Hudu Mogtari, som arbetar med regulatoriskt stöd för framväxande teknologier för pannan. – National African Union Development Agency, har ett viktigt skifte varit samarbetet mellan afrikanska och europeiska forskare i utvecklingen av tekniken, vilket har hjälpt till att skingra anklagelserna om att Target Malaria utövar "kolonialmedicin" och hjärntvättar bybor och afrikanska ledare - argument som han säger att de främst drivs av västerländsk anti-GMO grupper. "Det här är inget hemodlat - det är väldigt uppenbart," sa han till mig. "Det här är professionella aktivister."

I augusti 2018 startade AUDA också ett program utformat för att underlätta diskussioner kring en antimalariagendrift, med målet att hjälpa experter och ministrar från olika västafrikanska länder att skapa gemensamma riktlinjer för tekniken. "Vi har att göra med en levande modifierad organism som kan korsa gränser," sa Mogtari torrt. "Så vi har inga svar på några av de farhågor som tas upp. Men den här plattformen skulle åtminstone tillåta att dessa farhågor diskuteras."

Under tiden, tillade han, har byrån börjat hålla informationssessioner för forskare från andra områden, som han beskriver som inflytelserika men ofta oinformerade. "Vi har radiostationer, TV-stationer, som kommer att ringa upp en forskare och säga:" Vi har hört talas om den här gendrivna tekniken. Vad säger du?’ Men det här kanske är en professor inom ett helt annat område som inte har med genetik eller genomredigering att göra! Och istället för att vara ärlig och säga "jag vet inte", kommer de att prata. Och vad den här personen än säger kommer det att avgöra vad folk tycker. Eftersom lekmannapublikens syn är att när du säger att personen är en vetenskapsman, måste de veta allt."

Vid informationssessionerna, mindes Mogtari, har frågorna sträckt sig från jämförelsevis informerade (skulle eliminering av Anopheles påverka näringskedjan?) till mer absurda (skulle modifierade myggor plötsligt kunna överföra H.I.V.?). När jag nämnde detta för Dr Diabaté, skrattade han. "Människor har inte en riktigt bra förståelse för myggornas biologi och malariaparasiten, och hur interaktionen mellan dessa två tillåter en mygga att överföra en viss sjukdom," sa han. "Men det här är bekymmer som folk har väldigt ofta, så du måste ta itu med det."

Mogtari höll med. "Vanligtvis när folk deltar i mötena för första gången kan du se det från deras kommentarer," sa han till mig. "Det är saker de har plockat upp från media. Om hur myggor kommer att växa till storleken av helikoptrar. Eller hur du kan ha något som är hälften människa, hälften mygga. Och det är bra, för när vi håller våra möten ser du verkligen förändringen. Människor som är häftigt emot detta, när fakta ges till dem, ändrar de sig totalt. Och du vet, det är glädjande när du går igenom den processen. Men det finns också mycket mer människor där ute. Alla kan inte komma till dessa möten.”

I hans bok "Trollkarlen och profeten", skriver journalisten Charles C. Mann att det finns två sorters människor: trollkarlar, som ser vetenskap och teknik som vårt bästa hopp för mänsklig överlevnad, och profeter, som tror att mänskligheten bara kommer att överleva. om vi kan begränsa vår tillväxt och leva enkelt, vända förändringarna som åstadkommits av modernt jordbruk, utveckling och konsumtion.

I praktiken är de flesta av oss lite av båda. Vi vill ha bilar och flygplan, bärbara datorer och elektriska lampor, billig mat och mediciner som fungerar. Våra liv, vi förstår, är mycket bättre än de skulle ha varit för 200 år sedan, än mindre för 400. Trots allt detta är det svårt att inte oroa sig för kostnaden. Avskogning, klimatförändringar, hela arter borta från jorden - det läser som en katalog över våra synder, priset för våra framsteg. Mer än så misstänker vi att det kommer att bli vår undergång.

Detta verkar särskilt sant i en tid då en enda oseriös vetenskapsman har makten att upphäva år av försiktiga tvång. Medan konventionen om biologisk mångfald pågick meddelade He Jiankui, en forskare vid Southern University of Science and Technology i Kina, att han nio månader tidigare hade använt genredigeringstekniken Crispr för att förändra embryon, som han sedan implanterade i en kvinnas livmoder. Den kvinnan födde tvillingflickor och skapade världens första genetiskt redigerade bebisar. Nyheten orsakade uppståndelse, delvis för att han skapade embryona trots en överenskommelse mellan forskare om att könslinjeredigering i mänskliga embryon fortfarande var för riskabel för att användas utanför labbet. Direktören för National Institutes of Health, Dr. Francis S. Collins, utfärdade ett svidande uttalande som citerade den "djupt oroande viljan från Dr. Han och hans team att strunta i internationella etiska normer." Även om han senare dömdes till tre års fängelse, var anden ur flaskan.

I praktiken är en fungerande gendrivning svårare att göra, och att distribuera, än ett enda redigerat embryo. Men risken är klar: Det finns gränser för effektiviteten av vetenskaplig självpolisiering. Som Jim Thomas från ETC Group säger: "Än så länge är alla förslag kring gendrift saker som frivilliga etiska koder och avtal mellan finansiärer. De är inte bindande på något sätt, så i vilken utsträckning de kan verkställas och vem som skulle vara ansvarig i händelse av problem - det finns inget av det."

Sedan FN:s konvention har Kofler och andra som arbetar med reglering av gendriven betonat behovet av samhällsengagemang och "informerat samtycke" – både som ett moraliskt goda (människor förtjänar att ha att säga till om i beslut som kommer att påverka dem) och för praktiska skäl (människor är mer benägna att förkasta en teknik om den känns påtvingad utifrån). Båda sidor stöder också skapandet av ett neutralt globalt regelsystem: något pålitligt, öppet och verkställbart, med straffansvar. Men det skulle med största sannolikhet vara svårt att komma överens om hur ett "neutralt" system ska se ut. Som Thomas ser det, är de globala institutioner som redan är engagerade i diskussionen kring gendrift – FN, Världshälsoorganisationen – orättvist påverkade av forskare och förespråkare för gendrivning. "Vi måste gå bort från en expert-o-kratisk process," sa han till mig.

Men det är svårt att inte känna sig nervös inför ett regelsystem där lekmanna- och expertutlåtanden ges lika stor vikt. Vill vi verkligen att den vetenskapliga forskningen och tekniken ska bli demokratisk – en process där grundläggande beslut om folkhälsa, som vacciner och vektorkontrollåtgärder, läggs upp till omröstning? Det är svårt för de flesta av oss att sålla igenom en mängd komplexa fakta och påståenden, hur mycket vi än kan trycka på för "informerat samtycke". "Vad betyder 'offentligt engagemang' egentligen i detta sammanhang?" säger Elizabeth Heitman, en etiker vid University of Texas Southwestern som har studerat allmänhetens reaktion på framväxande teknologier. "Det innebär att man pratar om en vetenskap i utveckling med många osäkerheter och en riktigt brant inlärningskurva."

Liksom de flesta av forskarna jag pratade med, ser James osäkerheten kring gendrifter mer som frågor som ska besvaras än som farliga eller okända okända. "När jag har pratat med folk om de här sakerna, brukar de säga,"Men du vet inte vad som kommer att hända!", sa James till mig. "Men det är därför du gör experiment. Det är därför du gör dem i flera år."

Om denna attityd låter något önskvärd - inget labbexperiment kan fånga alla möjliga interaktioner eller effekter av en gendrift i det vilda - verkar det också spegla något mer fundamentalt: klyftan mellan hur forskare och lekmän tänker om effektivitet och risk. James berättade för mig att han växte upp som ett av 10 barn i en familj som ofta var ekonomiskt ansträngd men också intellektuellt rigorös. Hans mamma, som växte upp i Minnesota, studerade biblioteksvetenskap. Hans far var matematiker och rymdingenjör för nordamerikanska Rockwell, där han bland annat hjälpte till att designa raketmotorer för rymdfarkosten Apollo. Som en interracial familj på 1950-talet - James far var svart, hans mamma vit - "det var inte mycket att böja sig för institutionella doktriner", berättade han för mig. Istället absorberade barnen en blandning av pragmatisk beräkning och logiska resonemang. "Med så många barn var du tvungen att vara ganska empirisk i ditt beslutsfattande."

På college bestämde sig James för att studera biologi och började arbeta i ett labb som försökte hitta de genetiska rötterna till utveckling genom att studera abnormiteter hos fruktflugor - en tidig version av Gantz forskning. Vid den tiden, mindes James, hade han en rumskamrat vars enorma, lurviga hund blev angripen av loppor. När James klagade, föreslog rumskamraten att göra en krage av eukalyptusknoppar, som han hävdade skulle fungera som ett naturligt avstötande medel. James hade en bättre idé. "Jag tänkte, jag kan fixa det här på en halvtimme," mindes han. Laboratoriets butiker innehöll en flaska av bekämpningsmedlet malathion, och den kvällen tog han med sig en liten mängd av pulvret tillbaka till rummet "och liksom stänkte runt det." Nästa morgon var lopporna borta.

När James berättade den här historien för mig, undrade jag om han förstod hur oroväckande oförsiktig det fick honom att verka. Men när han fortsatte insåg jag att detta kanske inte var en rättvis läsning. Som en del av samma samtal nämnde James att hans gammelmormor, som var kreol, flydde New Orleans i slutet av 1800-talet för att undkomma en gula feberepidemi - en som senare skulle döda mer än en tiondel av hela befolkningen av Memphis.

Då ansågs gula febern vara en infektion som bars på smutsiga kläder och spreds genom fysisk kontakt. Några år senare bevisade en militärläkare, Maj. Walter Reed, och en kubansk läkare och vetenskapsman, Carlos Finlay, att Aedes aegypti-myggor orsakade utbrotten. Resultatet blev en genomgripande utrotningskampanj. Sjöar och kärr dränerades. De som blev kvar var belagda med olja eller bekämpningsmedel som dödade mygglarver. Projektet räddade tusentals liv och förvandlade USA. Skulle det vara mer eller mindre invasivt att göra samma sak mot Afrikas skogar och savanner än att använda en gendrift för att eliminera Anopheles-myggor?

Med sin förmåga att skapa kraftfulla förändringar osynligt kan genteknik kännas kusligt även för de mest rationella av oss.Hjärnavbildningsstudier av människor som starkt motsätter sig genetiskt modifierade livsmedel visar att man helt enkelt föreställer sig, till exempel, att äta en G.M.O. tomat kommer att få vissa människor att få ett kraftfullt avsky svar, som om de blev ombedda att äta maskar. När jag nämnde detta för James verkade han inte förvånad. "Människor är lite konstiga när det gäller gener," sa han med en axelryckning. "Det finns en visceral rädsla. Och det är svårt att prata bort folk från den sortens rädsla."

På min begäran ledde James mig ner till insektsanläggningen där hans labb vid U.C. Irvine föder upp genetiskt modifierade myggor för att till exempel studera om de kan göras malariaresistenta. Eftersom James inte arbetade med själva malariaparasiten – han lade ut den delen av forskningen till en inneslutningsanläggning i San Diego – var själva insektsområdet relativt låg säkerhet, men det hade fortfarande flera dörrar, rum utformade för att ha negativt tryck och en industrihållfast plastgardin av det slag man ser på lastkajer.

Trots allt detta kändes anläggningen oväntat hemtrevlig: bara fyra små rum med trådhyllor och behållare för de olika myggkorsen - i det här fallet, biografpopcornbaljor förseglade i toppen, sedan eftermonterade med en bit myggnät häftad över en hål i hinkens sida. (James labb går igenom många behållare, och dessa var det billigaste som hans labbtekniker kunde hitta.) Effekten var oförenligt glad, som ett naturvetenskapligt projekt på grundskolan i någon galen högteknologisk framtid. På varje badkar flankerades nätet av ordet "Popcorn!" på en ljusgul bakgrund.

Jag frågade James om jag kunde se en mygga som bär på en gendrift, och han pekade på en av hinkarna. Men när jag kikade in kunde jag inte låta bli att känna mig besviken. Även om jag visste att en gendrift inte skulle vara synlig - det var trots allt bara en kort bit av DNA - hade TV-tittande delen av mig fortfarande förväntat sig något. Istället såg jag vad som verkade vara en vanlig mygga - som efter ett ögonblick kändes nästan mer alarmerande.

Bland malariaforskare är den största oro inte att gendrifterna kommer att vara för kraftfulla utan att de inte kommer att vara tillräckligt kraftfulla. För det första är det oklart om en gendrift - som snabbt kan förändra avkommorna till hundratals myggor som hålls fångna i en bur - kommer att göra samma sak i den verkliga världen. "I det vilda är myggor väldigt spridda," sa James till mig. "Och det är inte klart hur mycket de interagerar med varandra - det finns berg, floder. Det är så stokastiskt. Om en man i det området dör, är det det för det området."

I det vilda medför till och med en liten genetisk förändring nästan alltid vad forskare kallar en fitnesskostnad: antingen kommer en konstruerad insekt inte att vara lika tålig som sina vilda kamrater eller så kommer den inte att vara en attraktiv partner. (Att bara ändra pälsfärgen på en fruktfluga från brun till gul, som till exempel Gantz gjorde, minskar dess chans att para sig med 99 procent.) Mer radikala förändringar, som att skapa en mygga som bara producerar manliga avkommor, kommer sannolikt att möta ännu mer motstånd. Naturen är bra på att kringgå allt som hindrar fortplantningen.

Delphine Thizy från Target Malaria berättade för mig att på grund av dessa faktorer förväntade stiftelsen sig inte att gendrifter faktiskt skulle eliminera malaria. "Målet är egentligen bara att utarma myggorna från ett område som är tillräckligt för att parasit-insekt-människa-cykeln kollapsar", tillade hon. "Om du tittar på alla hindren - de fysiska hindren, som geografi, såväl som de evolutionära trycken - är det mer troligt att inte ens en riktigt välkonstruerad gendrift inte sprider sig så bra som vi tror."

Aktuell forskning tyder på att spridningen av gendrifter sannolikt kommer att variera från art till art, där vissa förökar sig långsamt, om alls, och andra snabbare eller mer omfattande. Forskning tyder också på att gendrifter förblir begränsade till en enda art snarare än att sprida sig till en besläktad genom korsning. Men det är inte klart om det kommer att vara sant i alla arter eller under alla förhållanden. (Forskare arbetar också med en mängd olika inneslutningsstrategier, inklusive enheter som slutar fungera efter några generationer.) Och det är mycket svårt att bedöma vad miljöpåverkan av att ta bort en art, eller till och med ändra en, kan vara. Även om ekosystem tenderar att vara motståndskraftiga - många arter har redan dött ut, och det har inte lett till en systemisk kollaps - de är också komplicerade och svåra att modellera. Det enda sättet att definitivt avgöra vad som händer när en art förändras eller försvinner kan vara att prova det och se.

Ethan Bier, som har blivit djupt involverad i tekniken sedan hans och Valentino Gantz genombrott, betonade att de många potentiella tillämpningarna sannolikt har extremt olika fördelar och risker. Malaria, han noterade, är ett av de starkaste fallen. Studier visar att det är osannolikt att minska eller till och med eliminera Anopheles-myggan kommer att ha en betydande miljöeffekt (få fåglar eller djur förlitar sig på den som födokälla), och eftersom den är en av 3 500 myggarter på planeten, skulle dess försvinnande inte märkbart buckla insektens övergripande mångfald. Och med tanke på att malaria dödar hundratusentals människor om året, måste argumentet för att inte använda en gendrift vara ovanligt starkt. Bier mindes en tidig konversation där Gantz frågade: "Föreställ dig att du kan genetiskt framställa en mygga som skulle förhindra dig från att få cancer. Skulle folk fortfarande protestera mot det?”

Inom naturvård och jordbruk kan gendrifter också ha en djupgående effekt, med potential både att rädda hotade arter och att minska mängden bekämpningsmedel som används för närvarande. Men även dessa medför risker. Nya Zeeland har diskuterat att använda en gendrift för att utrota den australiensiska bushtail-possumen, som jagar infödda fåglars bon och för närvarande kontrolleras med giftfällor. Men skulle några dussin australiska possums med en helt manlig gendrift transporteras från Nya Zeeland tillbaka till Australien, kan de ödelägga den inhemska possumpopulationen. Användningen av jordbruket är ännu svårare. Om ett företag vill använda en gendrivning för att "upphäva" herbicidresistensen som vissa ogräs nu har utvecklat, skulle det verkligen gynna planeten - eller bara företaget som nu kan sälja mer av herbiciden som orsakade problemet i den första plats?

I teorin borde det vara provinsen för världens tillsynsmyndigheter att ta reda på hur man svarar på dessa frågor, och de flesta forskare är överens om att gendrifter kommer att behöva utvärderas från fall till fall, i likhet med hur Food and Drug Administration utvärderar säkerheten för en ny behandling eller ett nytt läkemedel. Men att reglera en teknik som inte stannar vid gränsen till ett land eller en stat är ett nytt problem. Till skillnad från ett kemiskt bekämpningsmedel är gendrifter i sig rörliga - kan korsa gränser eller potentiellt till och med hav. Och medan vissa arter, som den malariabärande myggan Anopheles gambiae, bara existerar i Afrika söder om Sahara, finns andra, som den norska råttan, praktiskt taget överallt. Som Kuiken uttryckte det: "Hur reglerar man en teknik som är oupptäckbar, självförökande och kan flyga? Om ett samhälle inte vill det, betyder det att de andra fyra eller fem samhällena runt det inte får gå vidare? Hur skapar man en internationell styrelseregim som gör att man kan fatta den typen av beslut? Hittills har jag inte sett några förslag som tar oss dit."

Förenta Nationerna och International Union for Conservation of Nature har skapat arbetsgrupper för att studera problemet och börja hash fram bästa praxis kring gendriven användning, även om dessa kan vara svåra att genomdriva. En handfull länder har varit mer rigorösa. I juni 2018 antog det nationella institutet för folkhälsa och miljö i Nederländerna lagstiftning som inkluderade en detaljerad utvärderingsprocess för alla gendrivningar som ska användas utanför labbet.

Hittills har USA ännu inte tagit liknande åtgärder. Zach Adelman, en entomolog som arbetar med gendrifter vid Texas A&M, berättade för mig att fram till nyligen "satte federala myndigheter huvudet i sanden" kring frågan om gendrift. "Vi har försökt få tillsynsmyndigheternas uppmärksamhet att säga:" Hej, vi utvecklar den här tekniken. Kan vi börja prata om hur det kan regleras, och vad vi behöver göra, vad vi behöver förändra?’ ” berättade Adelman. "Och det fick ingen dragning på länge."

Under det senaste året började byråerna äntligen agera. Adelman säger att Department of Agriculture nu arbetar med att utveckla en riskbedömningsprocess för jordbruksgendrifter, och Environmental Protection Agency och F.D.A. uppges också vara intresserade. "Vi har förlorat några år, men nu är det definitivt på deras radar", säger Adelman. Ändå är byråernas riktlinjer fortfarande vaga. "För tillfället har människor som utför arbetet polisat sig själva," berättade Adelman för mig. "Vilket kommer att fungera - ända tills det inte gör det."

När jag körde tillbaka från James's labb var himlen disig. Det var sommar och eldar brann i bergen bakom Los Angeles och fyllde himlen med rök. I det ögonblicket verkade det som om profeterna hade rätt, och vår obevekliga utveckling hade oåterkalleligt tippat balansen från innovation och tillväxt till katastrof och förfall.

Mellan artificiell intelligens-apokalypsen och designer-babies-apokalypsen och den faktiska apokalypsen (smältande glaciärer, plast i haven) är det ofta svårt att undgå känslan av att vi i allt större utsträckning använder teknik för att åtgärda problem som teknologin själv har skapat. . När bin dör på grund av bekämpningsmedel, pratas det om att använda små drönare för att pollinera grödor. Global uppvärmning skapar redan planer för geoengineering: sådd stratosfären med reflekterande partiklar för att begränsa solen eller fyll havet med krossad kalksten för att minska dess surhet. Sådana metoder kan kännas som en högteknologisk version av att introducera kaniner för att hålla nere ogräset, och sedan rävar för att hålla nere kaninerna. Det är frestande att säga att vi bara ska sluta blanda oss. Naturen, trots allt, är tänkt att vara naturlig. Skulle det bli möjligt att förändra vilda arter en masse, på genetisk nivå, hur kommer det att påverka vår idé – eller kanske mer korrekt, vår fantasi – om en oförstörd värld? Och vad kommer det att betyda för vårt förhållande till de andra varelserna på planeten?

"Denna föreställning om att permanent förändra genetiken för en hel art - den går emot allt jag tränats att tänka", säger Kuiken, som tjänstgjorde i FN:s tekniska expertkommitté för gendrift. "Vad som är svårt att acceptera är att det vid det här laget kan bli vårt bästa alternativ. Det finns den här typen av fantasi om att vi kan gå tillbaka, att vi kan återställa ett förlorat Eden. Men verkligheten är att vi inte gör de valen."

Och även om vi kunde, skulle det vara vettigt att göra det? När allt kommer omkring betyder ökningen av antibiotikaresistens inte att vi inte alls borde ha uppfunnit antibiotika. Ändå förändrar innovationer oundvikligen hur vi beter oss, och dessa förändringar får konsekvenser. Som Kuiken uttryckte det: "Man måste liksom acceptera att vi har misslyckats, samhälleligt. Att vi ska fortsätta köra, flyga, slänga plast, riva regnskogen. Och om vi inte ska lösa problemen vi har skapat genom att reglera oss själva, betyder det att vi förmodligen kommer att behöva använda teknik - oavsett om det är för att rädda arter eller människoliv, eller för att se till att vissa växter eller korallrev överlever klimatförändringar."

Kuiken pausade: "Det är en del av varför allt det här är så svårt. Det är inte bara en fråga om huruvida vi ska använda gendrifter eller inte. Det handlar om att komma till rätta med våra misslyckanden."


Dödliga myggor

  • Aedes aegypti - sprider sjukdomar inklusive zika, gula febern och denguefeber som har sitt ursprung i Afrika men finns i tropiska och subtropiska områden över hela världen
  • Aedes albopictus - sprider sjukdomar inklusive gula febern och denguefeber och West Nile-viruset har sitt ursprung i Sydostasien men finns nu i tropiska och subtropiska områden över hela världen
  • Anopheles gambiae (bilden ovan) - även känd som den afrikanska malariamyggan, arten är en av de mest effektiva överförarna för att sprida sjukdomen

Mer än en miljon människor, mestadels från fattigare länder, dör varje år av myggburna sjukdomar inklusive malaria, denguefeber och gula febern.

Vissa myggor bär också på Zika-viruset, som först troddes orsaka endast mild feber och utslag. Men forskare är nu oroliga att det kan skada spädbarn i livmodern. Zika-viruset har kopplats till en ökning av mikrocefali - där barn föds med mindre huvuden - i Brasilien.

Det görs en ständig ansträngning för att utbilda människor att använda behandlade nät och annan taktik för att undvika att bli biten. Men skulle det bara vara enklare att få en hel art av sjukdomsbärande myggor att utrotas?

Biologen Olivia Judson har stött "specicide" av 30 typer av myggor. Hon sa att detta skulle rädda en miljon liv och bara minska myggfamiljens genetiska mångfald med 1 %. "Vi borde överväga den ultimata smutsningen," sa hon till New York Times.

I Storbritannien har forskare vid Oxford University och bioteknikföretaget Oxitec genetiskt modifierat (GM) hanarna av Aedes aegypti - en myggart som bär på både Zika-virus och denguefeber. Dessa GM-hanar bär på en gen som hindrar deras avkomma att utvecklas ordentligt. Denna andra generation av myggor dör sedan innan de kan fortplanta sig och själva bli bärare av sjukdomar.

Omkring tre miljoner av dessa modifierade myggor släpptes ut på en plats på Caymanöarna mellan 2009 och 2010. Oxitec rapporterade en 96% minskning av myggor jämfört med närliggande områden. En rättegång som för närvarande äger rum på en plats i Brasilien har minskat antalet med 92 %.

Så finns det några nackdelar med att ta bort myggor? Enligt Phil Lounibos, entomolog vid Florida University, är myggutrotning " fylld med oönskade biverkningar".

Han säger att myggor, som mest livnär sig på växtnektar, är viktiga pollinerare. De är också en matkälla för fåglar och fladdermöss medan deras ungar - som larver - konsumeras av fiskar och grodor. Detta kan ha effekt längre upp och ner i näringskedjan.

Vissa säger dock att myggarternas roll som föda och pollinatörer snabbt skulle fyllas av andra insekter. "Vi är inte kvar med en ödemark varje gång en art försvinner," sa Judson.

Men för Lounibos är det faktum att denna nisch skulle fyllas av en annan insekt en del av problemet. Han varnar för att myggor skulle kunna ersättas av en insekt "likväl eller mer som inte är önskvärd ur folkhälsosynpunkt". Dess ersättning kan till och med tänkas sprida sjukdomar längre och snabbare än myggor idag.

Vetenskapsförfattaren David Quammen har hävdat att myggor har begränsat mänsklighetens destruktiva inverkan på naturen. "Myggor gör tropiska regnskogar, för människor, praktiskt taget obeboeliga", sa han.

Regnskogar, hemvist för en stor andel av våra totala växt- och djurarter, är allvarligt hotade av förstörelse av människor. "Inget har gjort mer för att fördröja denna katastrof under de senaste 10 000 åren än myggan," sa Quammen.

Men att förstöra en art är inte bara en vetenskaplig fråga, det är också en filosofisk fråga. Det skulle finnas några som skulle säga att det är fullständigt oacceptabelt att medvetet utplåna en art som är en fara för människor när det är människor som är en fara för så många arter.

"Ett argument emot är att det skulle vara moraliskt fel att ta bort en hel art", säger Jonathan Pugh, från Oxford Universitys Uehiro Center for Practical Ethics.

Och ändå är det inte ett argument som vi tillämpar på alla arter, säger Pugh. " När vi utrotade Variola-viruset, som orsakade smittkoppor, firade vi med rätta.

" Vi måste fråga oss själva, har den någon värdefull kapacitet? Är den till exempel kännande och har därför förmågan att lida smärta? Forskare säger att myggor inte har en känslomässig reaktion på smärta som vi.

" Har vi också en bra anledning att bli av med dem? Med myggor är de de främsta bärarna för många sjukdomar."

Frågan kommer sannolikt att förbli hypotetisk, oavsett graden av oro över Zika, malaria och dengue. Trots framgången med att minska antalet myggor i mindre områden, säger många forskare att det skulle vara omöjligt att slå ut en hel art.

"Det finns ingen silverkula", säger Hawkes. " Fältförsök med genetiskt modifierade myggor har varit en måttlig framgång men involverade att släppa ut miljontals modifierade insekter för att täcka bara en liten yta.

" Det skulle vara mycket svårt att få varje mygghona att avla med sterila hanar på ett stort område. Istället bör vi försöka kombinera detta med andra tekniker."

Innovativa sätt att bekämpa myggor utvecklas över hela världen. Forskare vid Kew Gardens i London utvecklar en sensor som kan upptäcka varje art av myggor från dess distinkta vingslag. De planerar att utrusta bybor på landsbygden i Indonesien med bärbara akustiska detektorer för att spåra sjukdomsbärande myggor. Detta skulle hjälpa dem att hantera framtida utbrott.

Samtidigt har forskare vid London School of Hygiene & Tropical Medicine räknat ut hur kvinnliga myggor attraheras av vissa kroppslukter, vilket väcker hopp om mer effektiva repellenter.

En annan lovande väg är att göra myggor resistenta mot de parasiter som orsakar sjukdomarna. I Australien använder programmet Eliminate Dengue naturligt förekommande bakterier för att minska myggornas förmåga att passera dengue mellan människor.

"Detta är ett mer realistiskt tillvägagångssätt för att lindra myggburen sjukdom," säger Lounibos.

Samtidigt har forskare i USA fött upp en GM-mygga med en ny gen i laboratoriet som gör den resistent mot malariaparasiten.

"Vi spelar ett evolutionärt spel med myggor", säger Hawkes. " Förhoppningsvis är det en vi kan komma över de kommande 10 till 15 åren."

Prenumerera på BBC News Magazines nyhetsbrev via e-post för att få artiklar skickade till din inkorg.


Titta på videon: Tältnatt i sveriges värsta mygghål? (Juli 2022).


Kommentarer:

  1. Vinris

    I, sorry, but this variant certainly does not suit me.

  2. Annan

    Så!

  3. Connor

    Teatertillbehör lyckas

  4. Kigazil

    I den finns något. Nu är allt klart, tack för förklaringen.

  5. Toli

    Det var med mig också. Låt oss diskutera den här frågan.



Skriv ett meddelande