Es ist Zeit, Mücken den Krieg erklären

Zika ist jetzt eine globale Notsituation und die neueste in einer langen Reihe von Moskitos übertragene Viren Menschheit Plagen. Mücken wirklich saugen, und die Zeit gekommen, etwas dagegen zu tun. Hier ist, wie der Wissenschaft helfen kann – und warum ein Krieg gegen Mücken bedeutet nicht, müssen wir sie wischen Sie das Gesicht des Planeten.

In Kampfsportarten ist die Versuchung zu kommen so hart und schnell wie möglich. Aber wie Praktiker der Brazilian Jiu-Jitsu wird Ihnen sagen, es ist oft besser, deines Gegners Gewicht und Kraft gegen sie zu verwenden. Wenn es darum geht, die Bekämpfung von Mücken, wäre es ratsam, einen ähnlichen Ansatz verfolgen. Anstatt zu versuchen, um diese Kreaturen aus dem Gesicht des Planeten, zu wischen, wie verschroben Kommentatoren vorgeschlagen haben, brauchen wir ein bisschen Jiu-Jitsu. Und dass Jiu-Jitsu kommen in Form von wirksamer Bevölkerung Kontrollmaßnahmen und die neueste, die genomische Technologien zu bieten haben.

Es ist gesagt worden, dass Mücken indirekt mehr als die Hälfte aller Menschen getötet haben, die jemals gelebt haben. Das ist mehr als Krieg, Pest, Hunger und Herz-Kreislauferkrankungen. Jedes Jahr an Malaria sterben schätzungsweise 2 Millionen Menschen, und Experten befürchten die Zahl der Todesopfer allein könnte in den nächsten zwei Jahrzehnten verdoppeln. Anderen Stechmücken übertragenen Krankheiten wie Dengue-Fieber, Chikungunya-Fieber und Gelbfieber, sind auch auf dem Vormarsch, rund 3,2 Milliarden Menschen aufs Spiel setzen. Und jetzt gibt es Zika zu kämpfen, eine Krankheit, die Geburt zusammenhängt. Klimawandel, globale Reise- und schnell wachsenden urbane Zentren machen das Problem noch schlimmer.

"Mücken sind als fliegende Spritzen, besonders geschickt in der Verbreitung von Krankheiten; Zika ist nur das jüngste in einer langen Liste", so Kevin M. Esvelt, Assistant Professor am MIT und Anführer der Schule Bildhauerei Evolution Gruppe, in einer e-Mail an Gizmodo. "Viele davon sind auch invasive Schädlinge umweltschädlich."

Einige Leute wollen zu beseitigen Mücken ganz oder zumindest töten einen beträchtlichen Teil davon. Es ist ein verlockendes Angebot und radikal, aber es würde auch bedeuten, ökologische Aufruhr. Mücken sind eine kritisch wichtige Nahrungsquelle für Fische (die ihre Larven fressen), und viele Arten von Vögel, Libellen, Spinnen, Salamander, Eidechsen und Frösche. Alle diese Tiere würden leiden, wenn Mücken, eventuell anfallende in einer Reihe von unvorhersehbaren nachgelagerten ökologischen Auswirkungen verschwunden. Aber Tatsache ist, dass wir nicht ganz sicher sind, was diejenigen sein würde.

"Mücken sind Teil des gemeinsamen Ökosysteme", sagte Esvelt. "Eine Handvoll Studien haben vorgeschlagen, dass verändern oder sogar beseitigen die gefährlichste Spezies wahrscheinlich einfach keinen ökologischen Schaden zufügen würde nicht weil es so viele andere gibt, aber wir wissen nicht, ob das wahr ist überall – es hängt wahrscheinlich von der Arten und die Art der Änderung."

Aedes Aegypti während einer Blutmahlzeit. Über CDC.

Es ist auch die praktische Frage der wie wir hatten Fahrt die Schädlinge vom Aussterben bedroht. Mücken, davon 3.500 einzelne Arten sind, existieren auf allen Kontinenten außer der Antarktis. Sie sind klein, voluminöse und unglaublich herzlich. Alles was sie brauchen ist eine Quelle von stehendem Wasser und eine stetige Versorgung mit Blut. Sie sind auch robust, schnell zu Medikamenten und Insektiziden anzupassen. Wichtiger ist, als Esvelt wies darauf hin, können "nur ein Mückenarten in hundert effizient humanpathogene Erreger verbreiten."

Auch wenn wir jede Mücke aus einem bestimmten Bereich beseitigt, würde es immer noch eine sehr günstige biologische Nische für benachbarte Moskito-Populationen oder einige andere Arten verlassen. Als Entomologe Joe Conlon amerikanischen Mosquito Control Association sagte, "Wenn wir sie morgen ausgerottet, die Ökosysteme, wo sie aktiv sind, werden Schluckauf und dann wieder mit Leben. Etwas besser oder schlechter wäre übernehmen." Es ist das "schlechter" Ding – der Teufel wissen wir nicht —, die erschreckt Ökologen.

Mückenlarven. Über James Gathany, CDC.

Eine wichtige Moskito Steuerungsstrategie ist, die Orte zu zerstören, wo Mücken Eiablage. Dies unterdrückt Bevölkerung statt beseitigen sie.

Im Laufe ihres kurzen Lebens Wagen Mücken nur ungefähr 120 Yards (180 m) von wo sie geboren sind. Dies bedeutet, dass ihre Brutgebiete sind nie weit von wo Menschen gebissen werden. So beseitigen potenzielle Brutstätten, die Futterhäuschen, Altreifen, Blumentöpfe, Vasen stehen, verstopfte Dachrinnen, usw. enthalten können, kann Populationen sofort beschneiden.

In Fällen, wo stehendes Wasser geworfen oder abgelassen werden kann, ist es möglich, Moskito-Populationen durch die Einführung von Insektiziden, Larviziden und andere Chemikalien zu unterdrücken. Ein Beispiel ist Bacillus Thuringiensis Israelensis (Bti), die giftig für Mückenlarven. Mosquito fallen, wie Ovitraps, sind eine weitere Option. Diese fallen Moskito Brutstätten zu imitieren, aber giftige Chemikalien enthalten. Dieser Ansatz hat erfolgreich Aedes Aegypti und Aedes Albopictus Mücken, kontrolliert, die Träger von einigen der schlimmsten Krankheiten sind.

Anwendung von Aquatain. Über grünen Fluss.

Bevölkerung Kontrollmaßnahmen können eine Delle, aber die sinnvollsten Interventionen kommen aus der Genetik. Biotechnologie hilft nicht nur uns schrumpfen Moskito-Populationen, es werde ermöglichen es uns, bessere Mücken zu bauen – oder zumindest Mücken, die für die menschliche Existenz freundlicher sind.

Ein besonders vielversprechender Ansatz soll Mücken selbst als Agenten der Seuchenbekämpfung zu verwenden. Einige Mücken wie Aedes Albopictus, sind anfällig für Infektionen durch ein Bakterium namens Wolbachia. Dieser Mikroorganismus stört nicht nur ihre Lebensdauer, es beeinträchtigt auch ihre Fähigkeit, Krankheiten zu verbreiten. Wissenschaftler haben gezeigt, dass es möglich ist, große Populationen von Aedes Aegypti Moskitos mit Wolbachia, künstlich zu infizieren, die hemmt ihre Fähigkeit, Dengue-Fieber zu verbreiten, aber nicht ihre Fähigkeit, Wolbachia zu anderen Populationen übertragen. Darüber hinaus haben veränderte Männer Probleme mit unveränderten Weibchen zu reproduzieren, so dass diese Strategie auch als eine Methode der Bevölkerungskontrolle funktioniert.

Ein weiterer Ansatz ist die Schaffung von "Autocidal" Mücken. Genetiker Anthony James von UC Irvine, mit Hilfe von Großbritannien ansässige Biotech-Firma Oxitec, fand eine Möglichkeit, flugunfähige weiblichen Mücken zu erstellen. Wenn diese GM Mücken auf dem Wasser schlüpfen, die Männchen fahren, aber die Weibchen nicht in der Lage zu fliegen, sind hinter sich gelassen. Unberührte Männchen bewegen auf und vermischen sich mit einer unberührt Bevölkerung von Mücken, die Weitergabe der genetischen Mutation in einem Prozeß bekannt als "genetische Geschlechtsbestimmung."

Über Oxitec.

Diese Strategie wurde bereits in den Bereichen bereitgestellt, wo Moskitos übertragene Krankheiten ein Problem sind. 2011 veröffentlichte Oxytec 6.000 transgenen Mücken in Malaysia in dem Bemühen, Dengue-Fieber zu senken. Einem früheren Experiment in Grand Cayman führte ein 80 Prozent Rückgang der Moskito-Nummern. Ein ähnlicher Plan wird derzeit in Florida mit der gleichen Technik geprüft.

Eine weitere Option ist biotechnologisch Bakterien. Genetiker Marcelo Jacobs-Lorena und sein Team am Johns Hopkins Malaria Research Institute entwickelten Anti-Malaria transgene Bakterien, die in der Darmflora von Stechmücken vorhanden sind. Einmal in die Wildnis und ihre Bäuche voll von GVO Bakterien freigesetzt, geben diese Mücken ihren Widerstand von einer Generation zur nächsten weiter. "Diese Forschung wird voraussichtlich zur Entwicklung einer neuartigen Waffe führen, die in Kombination mit traditionellen Kontrollstrategien (Drogen, Insektizide, Impfstoffe) zur Bekämpfung von Malaria, verwendet werden kann", schrieb Jacobs-Lorena in einer aktuellen Studie.

Ebenso entwickelte Weiguo Fang von der University of Maryland eine Chemikalie, die enthält einen Pilz mit einer Verbindung, die in Skorpion Venom geladen. Fang verändert den Pilz um Malaria-Parasiten in infizierten Mücken, angreifen, während Mücken sich auch körperliche Beeinträchtigungen zuzufügen. Fang-Strategie hat sich gezeigt, um die Anzahl der Parasiten im Moskito Speichel von mehr als 98 % zu reduzieren.

Kommen mit diesen High-Tech-Lösungen ist eine Sache, aber immer Mücken, diese neu gewonnene Züge zu verbreiten, ist eine andere. Wie Charles Darwin vor 150 Jahren beschrieben, Tiere entwickeln sich quälend langsam, und Mutationen nur "haften" wenn Umweltbelastungen günstig sind. Aber es ist möglich für Wissenschaftler entlocken den Prozess entlang mit sogenannten "Gen-Drive".

"Gen Laufwerk bietet eine Möglichkeit der Veränderung, Reduzierung oder sogar Beseitigung dieser tödlichen Mücken in freier Wildbahn indem sichergestellt wird, dass genomische Veränderungen bevorzugt durch Nachkommen vererbt werden," sagte Esvelt Gizmodo. "CRISPR gen Laufwerke beeinträchtigen die schlimmsten Übeltäter sind fast in Reichweite."

Im Durchschnitt Gene haben über eine 50-prozentige Chance vererbt, aber einige bevorzugte Gene können geändert werden, um eine erhöhte Chance auf weitergegeben werden. Diese Gene können in einer Population noch vermehren, auch wenn sie eine Art allgemeine reproduktive potenzielle verringert. Wissenschaftler wollen Tiere in freier Wildbahn durch hinzufügen, entfernen oder Einführung völlig neue Eigenschaften und Fähigkeiten genetisch zu verändern. Natürlich Wissenschaftler können nicht gehen und jedes Tier physisch zu ändern, aber sie können "treiben" eines Gens durch die Bevölkerung mit einer ausgewählten Anzahl von transgenen Organismen im Labor erstellt.

Die Schönheit dieser Technik ist, dass Änderungen durch die Mücken selbst verbreitet werden. Forscher haben bereits herausgefunden, ein Weg, um Mücken zu erstellen, die eine Überfülle von Männern, zu, die arbeitet produzieren, um ihre Zahl zu reduzieren. Andere Eigenschaften, wie eine Immunität gegen Zika und Dengue-Fieber, konnte ebenfalls in Wildpopulationen Mücken "Gefahren" werden. Im Laufe der Zeit sollten die Menschen gestalteten Mücken die Originale ersetzen.

Wie eine Bevölkerung veränderte Genen durchfahren werden können. Schreiben Sie "Sicherstellt, dass das Gen fast immer vererbt wird, das Gen-Laufwerk das veränderte Gen durch einer Population über viele Generationen hinweg ausbreiten kann auch wenn die zugehörige Eigenschaft die reproduktive Fitness jeder Organismus reduziert", die Autoren in der Wissenschaft. Über Kenneth A. Oye Et Al., 2014, Wissenschaft.

Gen-Laufwerke sind in den Bereichen gestartet wo Mücken am problematischsten sind fast fertig. In der Erwartung erteilt, spezielles Programm für Forschung und Training in Tropical Diseases Richtlinien zur Beurteilung von GVO-Mücken, während die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit Essen ein sechs-Stufen-Protokoll für die Beurteilung der Umweltauswirkungen der veränderten Organismen zusammengestellt hat. Aber Regulierungslücken bestehen, führenden Harvard Genetiker George Church, Sozialwissenschaftler MIT Kenneth Oye und andere US-Forscher auf Nachfrage erhöht Aufsicht. Schreiben in der Wissenschaft im Jahr 2014 die Forscher fordert strengere Regeln im Containment, Prüfung, Freigabe und Überwachung gen Laufwerke gesteuert.

"Angesichts der Geschwindigkeit, welche gen Antriebstechnik voran ist, dass wir jetzt CRISPR, wir müssen diese Studien zur Sicherheit so schnell wie möglich durchführen und öffentlichen Diskussionen ob, wann und wie Sie noch schneller eingreifen", sagte Esvelt. "Welches Maß an Unterstützung wird benötigt? Was passiert, wenn ein Land unterstützt nachdrücklich engineering Mücken zu sparen und ihre Kinder, sondern ihre Nachbarn wollen nicht riskieren mit einem Gen-Laufwerk? Wie vereinbaren Sie diese grundlegenden Konflikt?"

In einer e-Mail-Konversation mit Gizmodo, Kirche hinzugefügt, vieles ist bekannt über die Biologie und Ökologie der Aedes -Mücken und andere nicht-gen-Antrieb-Techniken, so diejenigen von Oxitec, bereitgestellt wird sind uns bereits vor Viren schützen. "Wir brauchen eine breite gesellschaftliche Brainstorming," schrieb er, "und kritische Betrachtung von potenziellen Risiken, Vorteile, Widerstand und Timing der verschiedenen Optionen." "

Es gibt keine Wundermittel. Vielmehr Experten sind sich einig, dass einem mehrdimensionalen Ansatzes ist die beste Option, gleichzeitig aber dafür sorgen machen wir keine Kompromisse unsere Umwelt und Gesundheit in den Prozess.

"Wir brauchen frühzeitige Diskussion, transparente Forschung, sorgfältige Schutzmaßnahmen sowie Gemeinschaft Orientierung und eine reichliche Portion Demut wenn wir gehen, eine ansprechende Modell der Wissenschaft in der Lage gen Laufwerke und andere ökologische Eingriffe zu bauen", sagte Esvalt. "Die Quintessenz ist, dass wir die moralischen Imperativ balancieren der Reduzierung menschliches Leid gegen den unbekannten und zusammen tun müssen."

Bild oben: Jim Cooke. Wolbachia Bild über Michigan State University.

Per e-Mail des Autors auf [email protected] und folgen ihm @dvorsky.