登革熱傳播的元兇 西尼羅病毒是一種通過受感染蚊子叮咬傳播給人類的病毒性疾病,最早於1937年在烏干達的西尼羅地區被發現,後來被發現在許多國家,包括美國及亞洲地區等。登革熱的症狀從輕微類似流感的不適到嚴重的神經系統反應都有,若引發腦膜炎等併發症甚至可能致死。
美國俄亥俄州大學最近的一項研究發現,城市中的人造光害可能會干擾蚊子的冬季休眠期,而這些蚊子正是傳播西尼羅病毒的媒介,助長了更長的登革熱傳播期。
好消息是,部分病媒蚊可能無法活過冬季,因此不至於無限擴增數量;壞消息是,它們的從孑孓轉為蚊子的蛻變期可能會延遲,導致在更晚的秋季中人們及寵物仍會受到這些病媒蚊的威脅,另一個影響則是雌蚊的休眠期。
俄亥俄州立大學昆蟲學助理教授梅根·梅烏提(Megan Meuti)是該研究的主要計劃者,他表示這項研究在俄亥俄州的夏末和初秋期間都記錄到了最高峰的病毒傳播。如果蚊子延遲蛻變期並且在一整年中成蟲活躍的時間更長,那正是蚊子最有可能帶原西尼羅病毒的時期,人們也可能面臨最高的感染風險。
這個項目與同一批研究人員先前曾發表過的研究成果:「夜間人工光害可能影響蚊子的生理週期」導向的結論不謀而合,包括其他未列入不可測變因的影響。
研究人員更進一步發現,同一種城市夜間燈光在不同的季節背景下可能會產生不同的效果,這批重要的研究員都是俄亥俄州立大學昆蟲學的博士候選人,而這項新發現近期也發表在《昆蟲》期刊上。
在研究中,北方屋蚊(Culex pipiens)的雌性進入的不是完全的冬眠,而是一個休眠期,在這個時期,昆蟲居住在山溝、涵洞、棚架和其他半遮蔭的地方。在冬季來臨之前,蚊子將植物花蜜等含糖物質轉換成脂肪;隨著白天變長,雌性會開始尋找動物血液,以便產卵。部分蚊子在透過吸食感染的鳥類血液後而帶原西尼羅病毒,然後在叮咬人類、馬和其他哺乳動物時傳染登革熱。
這項研究建立在實驗室的兩項早期發現之上:冬眠和非冬眠蚊子之間的生物鐘基因不同,強烈顯示日照長短會決定蛻變期何時開始。雌性蚊蟲暴露在夜間的微光下,會延緩休眠並加強繁殖活性,即使日照較短時它們應該進入休眠期。
研究人員根據這兩條線索,比較在兩種實驗室條件下養育的蚊子日常活動和生長狀況 - 長日照與短日照對照組,並模擬昆蟲活動季節和休眠期是否暴露於人工夜間光照的影響。
這項研究提供了更多有關蚊蟲生物時鐘的證據,顯示在休眠期間昆蟲的活動減少,但該活動的生物時鐘依然在此期間持續運作。而夜間光害的引入影響了這些活動模式,並影響蚊子體內用來過冬的儲備能量。
在受到光害的情況下,水溶性碳水化合物(冬季必需的糖類食物來源)的積累在長日照和短日照都被抑制。光害導致糖類在蚊蟲體內的儲存模式發生反轉:在正常情況下,非休眠蚊子體內有大量的糖原,但休眠狀態的蚊子則沒有;而長日照蚊子的糖原累積不多,短日照蚊子的糖原增加。
研究人員觀察到光害對活動的相關效應呈一致的趨勢,休眠蚊子的活動略微增加,而長日照蚊子的活動稍有抑制,因此長日照蚊子會忙於尋找食物。儘管這些發現在統計上並不顯著,但綜合觀察表明,光害會干擾蚊子進入休眠期的生理時鐘,並因此改變生態。
這對於人類及寵物來說可能是個壞消息,因為蚊子可能會產生更長的活動時間,並持續散播登革熱及叮咬我們,慶幸的是,這對於蚊子而言可能也是個壞事,因為它們可能來不及在休眠期間儲備能量來渡過冬季,這會降低它們的存活率。
根據這項實驗,研究人員會接續進行野外計劃,以驗證這項發現是否在野外的自然環境中成立。如果成功,可能將藉此更容易掌控減少害蟲的基因密碼。