螺旋蝇的衰落与复兴

# 螺旋蛆的兴衰 来源：https://www.construction-physics.com/p/the-fall-and-rise-of-screwworm > *每年春天，如同季节更替一般确定无疑，且历经数代不为人知，螺旋蛆开始从它们在墨西哥和南得克萨斯的越冬避难所向北年度迁徙。被一种如同重力般不可抗拒的神秘力量推动，螺旋蛆向北移动——不断移动，不断扩散，不断繁殖，不断毁灭。没有任何军队能如此确定或有条不紊地推进。没有任何军队更具毁灭性。攻击、杀戮、致残、毁灭，螺旋蛆几乎是边吃边向北前进。到达南得克萨斯北部后，它们向东和向西扇形散开——同时继续向北移动——用不幸的野生动物、牛、羊和山羊的尸体点缀乡村，填满了农民和牧场主那些“生蛆”的畜栏。* —— C.G. Scruggs，《螺旋蛆控制问题的起源》(https://archive.org/details/screwwormproblem0000unse/page/12/mode/2up) > *螺旋蛆完全主宰了我们的生活。* —— T.A. Kincaid Jr.，德克萨斯州牧场主，引自《和平原子与致命苍蝇》 今年6月3日，一种食肉寄生虫——螺旋蛆——在德克萨斯州拉普赖尔(https://en.wikipedia.org/wiki/La_Pryor,_Texas)镇附近一头三周大的小牛身上被发现。自那以后，在德克萨斯州和新墨西哥州又发现了数十个病例(https://www.aphis.usda.gov/animals/animal-health/livestock-and-poultry-disease/current-status/us-confirmed-cases-new-world)。除了2016年佛罗里达群岛爆发过一次螺旋蛆疫情(https://entomologytoday.org/2018/05/02/fighting-flies-2016-screwworm-outbreak-response-florida-sterile-insect-technique/)（那次得到了控制），这标志着自20世纪80年代以来美国首次出现螺旋蛆侵扰。 [](https://substackcdn.com/image/fetch/$s_!mzFn!,f_auto,q_auto:good,fl_progressive:steep/https%3A%2F%2Fsubstack-post-media.s3.amazonaws.com%2Fpublic%2Fimages%2Fc3a17cc0-112b-419e-bc6a-a3910c5f3208_953x525.png) 截至7月1日的螺旋蛆病例，来源：美国农业部(USDA)(https://www.aphis.usda.gov/animals/animal-health/livestock-and-poultry-disease/current-status/us-confirmed-cases-new-world)。 在此之前，美国没有螺旋蛆并非因为运气，而是因为一项持续数十年的计划，通过繁殖方式灭绝这种寄生虫。通过在受感染区域投放数百万只不育的雄性螺旋蛆，农业机构可以压制本地的、能生育的雄性螺旋蛆。雌性螺旋蛆一生只交配一次，它们大多会与不育雄性交配，从而无法产生活的后代。持续投放不育苍蝇足够长时间，最终将不会产生任何有活力的后代，这种害虫就会被消灭。 在几十年的时间里，美国农业部(USDA)利用这种“雄性不育技术”从美国、墨西哥和中美洲消灭了螺旋蛆。自21世纪初以来，一个美国-巴拿马联合组织COPEG(https://www.copeg.org/en/)在哥伦比亚和巴拿马之间的达连隘口(https://en.wikipedia.org/wiki/Dari%C3%A9n_Gap)维持着一道“螺旋蛆屏障”。每周，数百万只不育的雄性螺旋蛆被投放在这个隘口上空，阻止螺旋蛆从南美洲（该地仍然有地方性流行）向北扩散。 大约在2023年左右，巴拿马的屏障失效了，在过去的几年里，螺旋蛆一直在向北推进。现在它已经到达美国。目前正在努力再次从北美和中美洲消除螺旋蛆，但很可能需要数年才能成功。 螺旋蛆根除计划在消灭这种寄生虫方面非常有效，以至于我们集体忘记了它曾经是多么巨大的一个问题。有必要了解螺旋蛆在被消灭之前所造成的损失，该计划是如何产生的，以及控制措施是如何被允许松懈的。 新大陆螺旋蛆（学名 *Cochliomyia hominivorax*）是一种原产于西半球的苍蝇。虽然大多数苍蝇的幼虫（蛆）以死亡或腐烂的组织为食，但螺旋蛆的独特之处在于其幼虫以活组织为食。这个可怕的循环始于一只螺旋蛆蝇在动物的开放性伤口上产卵。卵很快孵化成蠕动的小白虫(https://agrilifeextension.tamu.edu/new-world-screwworm-fact-sheet/)，它们可以长到三分之二英寸长。这些虫子钻进肉里，边吃边进入动物体内，使伤口恶化，并吸引更多的苍蝇来产卵。进食几天后，这些虫子变成带壳的蛹，从动物身上掉下来，大约一周后长成完全成年的苍蝇。如果不加处理，动物身上的螺旋蛆感染通常是致命的。 [](https://substackcdn.com/image/fetch/$s_!Q4bO!,f_auto,q_auto:good,fl_progressive:steep/https%3A%2F%2Fsubstack-post-media.s3.amazonaws.com%2Fpublic%2Fimages%2F5cd2c68c-d0f9-4d0c-8c8c-7dd0d230252d_492x462.png) 来源：美国农业部(USDA) 1938年 至少从19世纪初开始，很可能更早，螺旋蛆对于美国西南部的畜牧业来说就是一个痛苦的事实。螺旋蛆蝇会发现最小的开放性伤口并在其上产卵，动物必须被不断地检查是否有虫。一位作者(https://archive.org/details/screwwormproblem0000unse/page/14/mode/2up)指出，“人们离家超过一天就会担心，害怕他们不在的时候动物会被活活吃掉。任何不至少每两天检查一次动物——或让别人替他们检查——的人都知道，他们将为受损或死亡的动物付出沉重代价。”当不可避免地发现虫子时，必须处理它们，通常是使用各种杀虫化学药品，尽管偶尔也会手动清除虫子，这项任务被描述为“令人厌恶和恶心”。通常动物无法得救——例如，19世纪末期，马匹的感染被描述为“典型致命”。所需的时间和精力如此之大，以至于牧场主雇用的牧场帮手的工作就是检查动物是否有螺旋蛆。 尽管努力预防感染，例如用焦油覆盖动物的开放性伤口(https://archive.org/details/screwwormcontrol162dove/page/n3/mode/2up)，螺旋蛆感染仍数以百万计地发生——在牛、羊、山羊、马，偶尔也包括人类身上（美国第一例有记载的人类螺旋蛆感染可追溯到19世纪30年代）。一本关于此灾难的历史指出，到20世纪初，感染已达到“如此灾难性的水平，以至于饲养牲畜变得无利可图。生产商被迫雇佣更多的牛仔来检查和治疗动物。”1935年美国农业部的一项调查发现，仅在德克萨斯州就有超过120万例感染和18万头死亡牲畜，而实际总数可能要高得多。一年前，美国农业部估计螺旋蛆在东南部地区杀死了130万只动物。一些估计表明，在20世纪30年代和40年代，德克萨斯州60%至80%的白尾鹿死于螺旋蛆感染。1 (https://www.construction-physics.com/p/the-fall-and-rise-of-screwworm#footnote-1) 到20世纪30年代，情况显得严峻。到那时，螺旋蛆已经进入了佛罗里达州，那里气候温暖，足以让它们在该州南部全年生存，并在春季向东南部扩散。对付这种害虫的前景似乎暗淡： > *即使科学家们付出了最大努力，使用了最新的杀虫剂、驱虫剂和肝脏诱饵陷阱，美国牲畜生产商也正在输掉这场战争。经过一百多年的斗争，螺旋蛆已经失控蔓延——而且看不到解决办法。* —— 《墨西哥-美国螺旋蛆根除计划史》 螺旋蛆造成的损失激发了与之斗争的顽强努力。1929年，美国农业部在德克萨斯州的梅纳德启动了一项螺旋蛆研究计划。该计划最初侧重于开发更好的化学治疗方法来应对感染，并最终产生了将螺旋蛆从美国驱逐出去的研究。 第一个突破要归功于美国农业部昆虫学家埃默里·库欣。当时，对抗螺旋蛆的主要方法是使用杀虫剂治疗感染和使用陷阱捕捉苍蝇。在梅纳德进行了几年的研究后，库欣确信这些措施是不够的。认为“螺旋蛆之谜”缺少了某些东西，库欣申请了资助，前往利物浦大学，师从世界苍蝇专家沃尔特·斯科特·巴顿学习昆虫学。在巴顿的指导下，库欣仔细研究了不同苍蝇的内部结构，首次确定螺旋蛆是一个具有独特生命周期的独特物种。在此之前，螺旋蛆蝇常常被误认为其他类似的苍蝇，后者的幼虫以腐烂的肉（而非活肉）为食。确定螺旋蛆是一个独特的物种，其幼虫只吃活肉，这一点至关重要：以前的根除工作包括使用带有腐肉的陷阱来吸引苍蝇，但库欣的工作表明这些努力是徒劳的。在库欣的发现之后，研究工作将重点转向专门了解螺旋蛆。 1931年，在库欣前往英国前不久，另一位昆虫学家爱德华·尼普林加入了美国农业部。最初被派驻在德克萨斯州的梅纳德实验室，尼普林被调到一系列其他实验室，最终于1934年抵达乔治亚州瓦尔多斯塔的一个新成立的实验室，该实验室是为了帮助应对东南部日益恶化的螺旋蛆问题而建立的。到那时，由于库欣的研究，已经清楚螺旋蛆是一个独特的物种，尼普林和其他美国农业部的研究人员开始更密切地研究它，以了解和描述其生命周期和行为。这意味着要密切观察苍蝇；有一次，尼普林连续一周把所有醒着的时间都用来一整天观察螺旋蛆。引自《和平原子与致命苍蝇》： > *他把一只受伤的山羊放在露天。从早到晚，他观察这只山羊整整一个星期。当看到一只雌性螺旋蛆蝇在山羊的伤口上产卵时，尼普林会用指甲油标记它。然后他会观察这只被标记的雌蝇，并记录它在该区域逗留期间的其余所有活动（如果它没离开的话）。日复一日，一只又一只苍蝇，尼普林都在观察。苍蝇什么时候最活跃？产了多少卵？提出了几十个问题。尼普林和他的同事们试图探究螺旋蛆最基本的生命功能。* 这些研究揭示了关于螺旋蛆的两个重要事实。一个是，与其他苍蝇相比，给定区域内的螺旋蛆数量惊人地少：后来的研究最终将这一数字定为每平方英里大约100只苍蝇。另一个是，螺旋蛆不会感染死去的动物，只感染活着的动物。 1935年，另一位年轻的昆虫学家雷蒙德·布什兰加入了美国农业部，并很快被指派研究杀虫剂对螺旋蛆的影响。这需要稳定的新鲜螺旋蛆供应，而这只能通过故意伤害关在笼子里的动物并让它们被感染来获得。布什兰整天从死兔子的尸体中提取螺旋蛆蛹，这项任务如此令人反感，以至于在工作最初的几个星期里，布什兰每天早上都呕吐。 由于迫切希望找到一种不需要活体动物来培育螺旋蛆的方法，布什兰经过几个月的工作，最终成功制造出一种人工培养基，由“碎牛肉、血液、水和少量用于延缓腐烂的甲醛”组成。这种令人作呕的混合物使得培育螺旋蛆变得容易得多，不久之后，布什兰就能数以千计地收获它们了。 1937年，一直在美国农业部各个地点之间流动的尼普林，来到了布什兰在德克萨斯州的实验室。尼普林对实验室能培育出如此大量的苍蝇感到震惊，而相比之下野外存在的苍蝇数量似乎相对较少，他开始思考是否可以利用这一事实。布什兰的螺旋蛆饲养操作也让尼普林得以证实他在野外观察螺旋蛆时产生的一个直觉：雌性螺旋蛆一生只交配一次。 随着布什兰和尼普林讨论他们的各种观察和发现，一个计划的轮廓开始浮现。如果你能通过向一个寒冷天气已经减少了野生苍蝇数量的区域投放大量不育的雄性苍蝇来压制野生螺旋蛆种群，会怎么样？如果不育雄性的数量大大超过野生雄性，大多数雌性将与不育雄性交配，从而无法产生有活力的后代，并大大减少下一代的规模。持续投放不育的雄性苍蝇，最终这个种群就会自行繁殖直至灭绝。 这看起来可能行得通，但以前从未有人尝试过类似的事情。而且，如何生产出大量不育的雄性苍蝇也不明显。在被他们的昆虫学家同事嘲笑——“谁听说过给苍蝇做绝育？”——之后，尼普林和布什兰把这个想法深藏心底。但种子已经播下。 在接下来的十年里，专业上的怀疑态度、缺乏明确的绝育方法以及第二次世界大战的紧迫性，阻止了螺旋蛆根除工作的进一步开展。在二战期间，尼普林有时会继续摆弄螺旋蛆种群动态模型，并在1947年委托布什兰研究昆虫的化学绝育方法。但没有一种方法看起来有希望。如果没有办法对雄性苍蝇进行大规模绝育，尼普林和布什兰的想法就只是一个白日梦。 消除螺旋蛆的最后一块拼图直到1950年才出现。那一年，尼普林读到一篇诺贝尔奖得主赫尔曼·穆勒发表的期刊文章。穆勒因其在遗传学方面的开创性工作而获奖，他发现了通过将果蝇暴露在辐射下可以在生物体中引入突变。穆勒1950年的文章(https://www.osti.gov/biblio/4439603)是对核战争危险的警告，警告由此产生的放射性沉降物可能创造一个“人类不育的世界”。2 (https://www.construction-physics.com/p/the-fall-and-rise-of-screwworm#footnote-2)尼普林联系了穆勒，问他是否可以用辐射来制造大量不育的雄性螺旋蛆。穆勒回答说：“我对螺旋蛆一无所知，但你的理论是合理的。” 受到这位诺贝尔奖得主信任投票的鼓舞，尼普林和布什兰开始着手研究是否可以使用辐射来使螺旋蛆绝育。由于没有研究经费，布什兰将自己的夜晚和周末都投入到这个项目中，寻找创造性的方法来取得进展。穆勒使用X射线进行他的辐射研究，但当当地一家医院要求每次使用X射线机收取200美元费用时，布什兰利用他在军队的关系，可以免费使用附近一家军队医院的X射线机。结果令人鼓舞。为了尝试更强大的辐射源，布什兰说服橡树岭国家实验室借给他一份高放射性的钴-60样品，这种样品能够产生伽马射线。与此同时，尼普林最终从原子能委员会获得了20,000美元的研究经费，该委员会对辐射对苍蝇不育的影响感兴趣。 测试成功了：在足够高的辐射剂量下，雄性被完全绝育。它们存活下来，并且仍会与雌性交配，而雌性则