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不進食亦可存活6個月人類勁敵臭蟲欲卷土重來

 
臭蟲卷土重來：不進食存活6個月一生產500個卵　　臭蟲曾經一度被控制，現(xiàn)在卻卷土重來，科學家開始嘗試新的方法來對付它們。

　　一位中年男性獨自住在美國辛辛那提附近的低收入社區(qū)，但他并不孤獨。天黑后，臭蟲會從他的躺椅和破舊的彈簧床墊中爬出，吸食他的血液。我在他的房間里發(fā)現(xiàn)了多達數(shù)千只臭蟲，可以判斷，他的這種生活狀態(tài)已經持續(xù)很長時間了。受制于貧窮和疾病，這個男人只能無奈地忍受這些蟲子的日夜叮咬，看著它們的數(shù)量日漸膨脹。

　　由于DDT和其他廣譜殺蟲劑的出現(xiàn)，在過去近50年里，臭蟲中的溫帶臭蟲(Cimex lectularius)幾近消失。但如今，它們卷土重來，并且不止是出現(xiàn)在擁擠的城市地區(qū)。這種害蟲可能在旅館、大學宿舍、零售商店、辦公樓、劇院、醫(yī)院以及居民住宅中滋長。即便如此，在大部分地區(qū)，臭蟲只是被當作一種煩人的東西而被無視，但實際上，臭蟲除了叮咬，令人發(fā)癢之外，還能導致更多問題：2010年的一項調查顯示，在一個臭蟲大量滋生的社區(qū)，400多名居民中有31%的人出現(xiàn)其他癥狀，比如失眠、情緒低落等，這些癥狀都“歸功于”臭蟲。2011年的一項研究發(fā)現(xiàn)，臭蟲攜帶的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)可能導致嚴重皮膚損傷，盡管還需要更多的研究才能確定，臭蟲是否會促進MRSA的傳播。臭蟲還可能造成不小的經濟損失，例如旅館可能不得不關閉一些房間，以阻止它們滋生繁衍。在美國俄亥俄州，一處公共住宅為了阻止臭蟲肆虐，已經花費了50萬美元：工作人員先是采用了一些傳統(tǒng)的滅蟲方法，但不能解決問題，最后不得不對整棟建筑物進行了熏蒸處理。

　　為擊敗這些討厭的害蟲，科學家正在研究，臭蟲之害為何能死灰復燃。我的同事、肯塔基大學的邁克爾•波特(Michael Potter)認為，臭蟲群體數(shù)量的恢復，可能受益于一次“完美風暴”——它們進化出了能抵抗殺蟲劑的基因、人們把控制重點轉向其他城市害蟲、國際旅行和遷移模式的改變等眾多利好因素，促進了臭蟲的滋生。好消息是，近期的研究已提出了一些新穎的辦法，能在這些吸血昆蟲成長起來之前，檢測到它們的存在，而且這些研究也揭示了臭蟲的某些生物學特點，可作為防治臭蟲的突破口。

　　人類與臭蟲的斗爭史

　　要理解臭蟲如何煩擾人類，需要對臭蟲的生物學特征有一個基本認識。臭蟲會受到熱源和二氧化碳(也可能是體味)的吸引，而所有人都能產生并釋放這些東西。臭蟲會成群附著在床上和床的周圍，白天隱藏于陰暗處及縫隙內，夜里則外出活動，以吸食宿主血液為生。在有正常的食物供應時，一只成年雌性臭蟲每天大概能產兩個卵，整個生命周期中平均可產下150～500個卵。在理想條件下，臭蟲不進食也能存活6個月甚至更久。臭蟲很容易擴散開來，它們可在鄰近的居室間自由移動，或附著在人們的衣服、鞋及其他私人物品上進行遷移。

　　人類與臭蟲的斗爭歷史悠久�？脊艑W家已發(fā)掘出3500年前，古埃及法老王時期的臭蟲殘骸。事實上，這種斗爭關系的出現(xiàn)時間久遠得多。一些專家推測，臭蟲的祖先是蝙蝠身上的寄生蟲，后來轉移到人類身上，而這個過程可能發(fā)生于人類的穴居時代。當人類祖先從游牧生活方式向永久定居方式轉變時，臭蟲與人類的寄生關系就固定了下來。在氣候溫和的緯度地區(qū)，冬季的來臨會抑制害蟲的生長。由于對冷敏感，臭蟲的種群數(shù)量會在溫暖月份內增加，在寒冷月份減少。

　　在殺蟲劑發(fā)明之前，我們的先輩使用了他們能想到的所有方法來控制臭蟲數(shù)量，有時甚至會嘗試現(xiàn)代社會不允許的危險做法。例如，1777年的一本“害蟲控制指南”建議，在床鋪周圍的裂縫中點燃-藥以驅趕臭蟲(我不知道當時的人使用這種方法只是為了“報仇”，還是說具有實用價值)。據說，把某些植物，比如苦艾及藜蘆，放在“適量尿液”中煮沸，也可以起到類似的效果(或者說，這種做法只是為了迫使人們換個安全或干凈點的地方睡覺？)。砒霜、氰化物及其他有害化學物質也曾是人們對抗臭蟲的“武器”，但收效甚微。更常見的做法是，人們會對屋子做一次“大掃除”——把沸水和煤油潑在床架的死角，扔掉草墊、褥子等。這種做法能暫時緩解蟲害。

　　20世紀初，歐洲及北美地區(qū)的建筑物普遍開始使用中央供暖系統(tǒng)，臭蟲迎來了“美好年代”，它們的生長不受季節(jié)的限制了。直到20世紀40年代， DDT問世之后，人類才真正從臭蟲的煩擾中解脫出來。第二次世界大戰(zhàn)中，DDT首次用于保護美國軍隊免受蚊子侵擾，同時，人們發(fā)現(xiàn)DDT對臭蟲也具有良好的殺滅作用。與市場上其他方法迥然不同的是，DDT的效果持續(xù)時間很長，這意味著單次使用也能一勞永逸地解決問題。短短幾年內，這些害蟲幾乎從美國、西歐及其他發(fā)達國家中消失。不幸的是，人們發(fā)現(xiàn)DDT及類似化學物質可能導致某些嚴重的環(huán)境問題，比如這種物質可能與其他環(huán)境因素一起，使某些肉食性鳥類瀕臨滅絕。因而在1972年，美國禁止使用和銷售DDT。

　　不過，即便DDT被禁止使用，臭蟲也到2000年左右才卷土重來。學者們?yōu)槌粝x的這次回歸提出了多種解釋。部分人認為，雖然在時間上，臭蟲大軍的重新崛起并未與任何人群的大規(guī)模遷徙吻合，但由于在某些地區(qū)，臭蟲一直沒得到控制，而隨著這些地區(qū)與其他地區(qū)間的交流增多，臭蟲就可能轉移，出現(xiàn)在臭蟲一度被消滅的地區(qū)，并在那里“生根發(fā)芽”。而另一個影響力更大的因素是，東西方國家間的交流也在增多，而各國內部的人口遷移同樣日趨頻繁。

　　DDT之類的廣譜殺蟲劑被針對性更強、效果更好的誘餌和噴霧劑取代，這也在一定程度上幫助臭蟲逃過滅頂之災，因為這些誘餌和噴霧劑主要用于殺滅蟑螂、螞蟻及其他城市害蟲。人們的貧富差異甚至也可能促進了臭蟲的傳播：當一個漂亮完好的沙發(fā)因為藏了臭蟲而被遺棄在路邊，需要它的家庭就可能把它帶回家繼續(xù)使用。耐藥性是臭蟲死灰復燃的原因：它們是最早發(fā)展出DDT耐藥性的害蟲之一，甚至早在第二次世界大戰(zhàn)剛結束時，珍珠港就出現(xiàn)了耐DDT的臭蟲(事實上，雖然有些工作人員主張重新在臥室中使用DDT，但現(xiàn)在的臭蟲很可能已經對DDT產生了耐藥性)。如今，DDT已被其他殺蟲劑取代，但在世界范圍內，不少臭蟲種群也對這些新型殺蟲劑產生了耐藥性。上述因素，再加上人們不好意思承認自家有臭蟲，阻礙了蟲害的有效控制，從而導致臭蟲的大范圍流行。

　　搜尋臭蟲

　　在數(shù)千年前就有文字記錄的臭蟲從是令人生畏的“敵人”。不過，研究者們正試圖改變這種局面。他們的首要任務是找到更好的方法，及早發(fā)現(xiàn)臭蟲的藏匿地點。臭蟲很小，白天通常是藏起來的，因此很難發(fā)現(xiàn)并消滅它們。準確找到它們是一個關鍵步驟——實施殺滅措施后，確認沒有漏網之魚同樣很關鍵。最近上市的檢測工具中，最簡單的一種稱名為“爬升昆蟲攔截機”(Climb Up InsectInterceptor)，由一個帶有一圈凹槽的淺碗狀物(本質上是由兩個塑料碗鑄合而成)構成，放置于床腳下。這種陷阱裝置能讓我們知道臭蟲是從哪里來的：如果出現(xiàn)在內碗壁上，說明它們來自床鋪；如果是在外碗壁上，就可能來自屋外的其他地方。但當臭蟲較少，或藏在床頭板后面時，這種工具就可能無法檢測到。

　　還有一種新型檢測設備，則是利用臭蟲尋找人類宿主的機制所做的一個陷阱。該設備既能發(fā)熱，也能釋放二氧化碳，還含有其他一些秘密成分，現(xiàn)在已經能在市場上買到。一種自制陷阱裝置效果也不錯：把一個貓用食盤倒置，裝上緩慢升華的干冰，釋放二氧化碳誘捕臭蟲。不過，與前述“雙碗陷阱”相比，這些方法有時無法臭蟲剛入侵時就發(fā)現(xiàn)它們，從而錯過清除臭蟲的最佳時機。

　　目前，尋找一個小而分散的臭蟲種群，最好的方法是讓一只受過良好訓練的狗來執(zhí)行這一任務。雖然還不清楚狗是通過什么機制來尋找臭蟲，不過可能還是與某些化學信號有關，比如在2008年，加拿大西蒙菲沙大學的研究人員就發(fā)現(xiàn)了一些化學成分，是臭蟲聚集的化學信號。除了覓食，臭蟲的各種行為——交配、產卵、發(fā)育成熟等，都發(fā)生于臭蟲的藏身之處，它們會使用糞便及自身散發(fā)的揮發(fā)性化合物，來標記這些地方。這些信號有助于同一群體的成員找到“回家”的路。聚集在一起，對每個臭蟲個體可能都有好處，比如可使居住環(huán)境的濕度升高，更有利于生存。如果能模擬出那些聚集信號，我們就可以制造一種簡單陷阱，看周圍有沒有臭蟲存在。只要這樣的裝置不要太難看，顯然對賓館有很大的吸引力，因為任何賓館都需要小心監(jiān)測客房中是否存在臭蟲。

　　殺滅臭蟲

　　當然，檢測臭蟲僅僅是第一步，將其根除的難度要大得多。仔細檢查之后，檢查者通常直接將藏在褥墊或彈簧床墊中的臭蟲就地殺滅。緊接著，他們會采用真空噴霧、蒸發(fā)、冷凍或噴灑某種快速起效的殺蟲劑，將能看見的臭蟲迅速殺死。他們還可能向墻壁縫隙噴撒殺蟲劑或干燥劑，以殺滅爬經此處的臭蟲，這種方法的效果可以持續(xù)數(shù)天、數(shù)周或數(shù)月。不過，那些最有效的殺蟲劑，即使是最有經驗的專業(yè)人士，通常也要經過幾道申請流程才能使用。這些殺蟲劑只有特定工作人員才能拿到，并且在使用時，要嚴格遵循指導方針，以保護人體健康及周圍環(huán)境。而非處方殺蟲劑如果被濫用，會非常危險，并且經常效果不佳。不過，使用專業(yè)設備，把房間加熱到50℃，維持4小時，是一種效果很好的方法，而且沒有毒性。如果不使用加熱和全建筑物熏蒸處理措施，要擺脫臭蟲的困擾就需要巧妙地綜合運用多種策略。

　　顯然，我們發(fā)現(xiàn)臭蟲后，需要新的清除方法。為達到此目的，世界各地的科學家已在研究臭蟲不同尋常的交配方式，以尋找可能的途徑。臭蟲的交配行為是殘忍粗暴的。雄性臭蟲使用如同軍刀一樣的陰莖刺破雌性腹部的外層(或稱表皮)，這種交配方式被形象地稱為“創(chuàng)傷性授精”。雌性臭蟲已具備能夠適應這種破壞性交配方式的身體結構，它們的腹部有一個稱為外部儲精器(ectospermalege)的V形凹槽，可成為雄性穿刺的通道，從而減小損傷程度。一旦進入雌性的體腔，精子及任何附著的病原體會遇到一層屏障——由松散的血細胞構成的、可能具有免疫功能的器官——中間儲精器(mesospermalege)。精子必須穿過中間儲精器，才能到達卵巢根部附近的儲存區(qū)域。即使具備了上述適應性，我在實驗室飼養(yǎng)的臭蟲也逐漸變得以雄性為主，這是因為雌性臭蟲還是無法承受由多次交配造成的損傷。如果沒有人為干預，實驗室臭蟲最終會走向滅亡。

　　在現(xiàn)實世界中，臭蟲卻能夠持續(xù)繁衍，很可能是因為雌性臭蟲為逃避破壞性的交配行為而四處分散。為什么臭蟲會走上這種代價巨大的進化道路，而在數(shù)以百萬計的其他昆蟲中，雌性卻進化出了開放性的生殖口，從而避免交配損傷？我和同事正在探索這種交配行為是否是臭蟲的弱點之一。

　　瑞典阿爾納普農業(yè)大學的理查德•伊格納爾(Richard Ignell)及其同事，以及瑞典蘭德大學的卡米拉•瑞恩(Camilla Ryne)分別在2010年和2011年發(fā)表的研究結果顯示，臭蟲對創(chuàng)傷性交配還有一種很有趣的適應性改變，而這種改變，很可能成為消滅臭蟲的突破口。雄性臭蟲在初次交配時，往往不能正確找到性對象，可能撲向其他成熟雄性、未成熟的雄性和雌性臭蟲。對于后面3種臭蟲，這樣的性接觸可能造成足以威脅生命的表皮損傷，因為它們沒有成熟雌性所具有的適應破損的能力。研究者還發(fā)現(xiàn)，為了避免上述危險的求愛行為，未成熟的雌性及成熟雄性臭蟲會釋放出某種信息素，以告知突襲者，它們的行為是在浪費時間和精子。不難想象，如果我們能干擾臭蟲的信息素，將取得怎樣的效果。理論上，在臭蟲藏匿點噴灑合成信息素，可抑制它們的交配行為，即使它們習慣了這種氣味，也能使臭蟲錯誤交配，使種群數(shù)量降低。

　　臭蟲繁殖的另一特點也值得一提。和大多數(shù)以兩性交配繁殖后代的動物一樣，雄性臭蟲有一對用于生成精子的睪丸，以及一根在交配時用于輸送精子和體液至雌性體內的輸精管；雌性臭蟲則有可儲存卵子的卵巢，以及運輸卵子的輸卵管。臭蟲同時還具有一個含有共生細菌的器官，稱為含菌體(mycetome)。日本國家先進工業(yè)科學技術研究院的深津武馬(Takema Fukatsu)與合作者試圖查明，使用抗生素，清除共生細菌，會對臭蟲的生育能力產生何種影響。他們發(fā)現(xiàn)，無菌群體中的雌性臭蟲生育率較低，而給雌性臭蟲吸食的血液中加入維生素B，可恢復它們的生育能力。這表明，含菌體中的細菌能為臭蟲提供相應的營養(yǎng)成分。

　　根據上述發(fā)現(xiàn)不難推測，給臭蟲宿主使用抗生素，可以間接作用于臭蟲的共生細菌，最終殺滅臭蟲。不過，我們還需要一個針對性更強的實施方案。健康人使用廣譜抗生素會產生很多問題。首先，腸道有益菌可能會被抑制，耐藥菌就會在腸道內占據優(yōu)勢地位，而這些細菌中，有些可能是病原體，有些可能導致維生素缺乏癥。臭蟲含菌體中的細菌是我們的真正目標，因而我們需要設計出針對性極強、只作用于這些細菌的抗生素。

　　對于開發(fā)新的殺蟲劑，前景并不明朗。最近幾十年，人們過分依賴于一類名為擬除蟲菊酯(pyrethroids)的化學物質來控制臭蟲。如今，臭蟲已進化出對擬除蟲菊酯的耐藥性，這并不讓人意外，考慮到臭蟲對DDT的耐藥性早在20世紀40年代就已出現(xiàn)。DDT和擬除蟲菊酯有一種共同的作用模式，通�？蓪е陆徊婺退幮缘某霈F(xiàn)——即針對某種化學物質出現(xiàn)的耐藥性，可能導致對另一種化學物質的耐藥性。我和同事在美國辛辛那提發(fā)現(xiàn)了一個臭蟲種群，它們能抵抗10 000倍正常劑量的溴氰菊酯(deltamethrin，常用的擬除蟲菊酯類物質)，這意味著，要想殺死這類臭蟲，所需殺蟲劑劑量是對付普通的、對擬除蟲菊酯類物質敏感的臭蟲的10000倍。我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，耐藥臭蟲即便經過幾乎由純溴氰菊酯“鋪就”的路徑時，仍然能夠存活一天，而對溴氰菊酯敏感臭蟲，即便暴露于肉眼不可見的痕量溴氰菊酯中，也會迅速死去。對溴氰菊酯具有耐藥性的臭蟲同樣抵抗DDT。

　　在辛辛那提發(fā)現(xiàn)的這些頑固臭蟲并不是特例：我的研究小組在從全美采集的臭蟲種群樣本中發(fā)現(xiàn)，超過85%的種群都具有耐殺蟲劑基因。我們和美國其他實驗室才剛剛開始研究臭蟲產生耐藥性的機制。我在肯塔基大學的兩位同事，朱芳(Fang Zhu)和沙巴•瑞迪•帕利(Subba Reddy Palli)，已經開始使用基因技術，使耐藥臭蟲的耐藥性。他們發(fā)現(xiàn)，在耐藥臭蟲體內，有些酶可以消除殺蟲劑的毒性作用，這些酶可能成為人類干預的作用目標。同樣，我的研究小組也發(fā)現(xiàn)，一種廣為人知的增強殺蟲劑毒性的化學物質，可與那些酶的復合體發(fā)生相互作用，從而使耐藥性為普通臭蟲10 000倍的臭蟲也對溴氰菊酯敏感。害蟲控制行業(yè)已開始使用商品化的增效醚，以部分恢復臭蟲對擬除蟲菊酯的敏感性。不久后，研究者或許就可以快速確定任何臭蟲的耐藥模式，選擇專門針對該種群的殺蟲劑及增效劑將它們根除。

　　臭蟲確實是個噩夢，尤其對于那些相對貧窮，承擔不起殺蟲費用的人來說更是如此。受過良好訓練的滅蟲人員可以通過徹底檢查，合理使用現(xiàn)有殺蟲劑，并綜合其他滅蟲策略來控制臭蟲肆虐，但他們的工作要耗費大量人力物力，成本高昂。對于普通人來說，最好的防蟲方法就采用一些常規(guī)措施，避免將臭蟲帶入家中。比如我從臭蟲成災的公寓里回到家中時，首先會將隨身衣服放進干洗機，將強度開到最大，把衣服清洗干凈。同樣地，當我旅行歸來后，為了避免把臭蟲帶進家里，我會將行李箱放在汽車內，讓它度過一個炎熱的夏季周末，而不是直接將其帶進家中，因為持續(xù)暴露于45℃的高溫，能將手提箱內每一個角落的臭蟲都殺死(想把臭蟲凍死在汽車里是比較困難的，因為這些蟲子能在家用冰箱的低溫環(huán)境中存活很長時間)。

　　如今，臭蟲已不大可能像過去一樣，迅速被控制下來，但通過對公眾進行宣傳教育，研究這些蟲子獨有的生理漏洞，科學家還是可以找到擊敗它們的方法。將臭蟲視為一個公共衛(wèi)生問題，而不是難以啟齒的“家丑”，這是今天就應該采取的措施。

　　本文作者：肯尼思•F•海恩斯是肯塔基大學的昆蟲學教授，他的主要研究興趣是昆蟲的行為及交流方式。在世界范圍內臭蟲卷土重來，使他的學生能夠致力于這些特殊昆蟲的研究。

2012-04-16 10:12:05 科技日報  發(fā)表評論