二氧化碳浓度升高与卵滞育期延长对埃及伊蚊生命史特征的影响：气候变化下的新发现

为探究气候变化对埃及伊蚊（Aedes aegypti）的影响，研究人员开展相关研究，发现二者影响其发育、生存等，意义重大。

　　# 二氧化碳浓度升高与卵滞育期延长对埃及伊蚊生命史特征的影响：气候变化下的新发现
在全球气候变化的大背景下，二氧化碳（CO2?）浓度不断攀升，这一变化对地球上的生物产生了深远的影响。蚊子作为多种疾病的传播媒介，其生存和繁殖状况与人类健康息息相关。埃及伊蚊（Aedes aegypti）是登革热、黄热病、基孔肯雅热和寨卡病毒等疾病的主要传播者，它们适应城市环境，而城市环境受气候变化尤其是CO2?浓度变化的影响较大。然而，目前人们对埃及伊蚊如何响应CO2?浓度升高知之甚少。同时，埃及伊蚊在易干涸的临时水体周围产卵，其卵内的幼虫具有抵抗干燥的能力，卵滞育期的长短受环境因素调节，且会影响幼虫对非生物胁迫的敏感性和成虫的适应性。但CO2?浓度升高和卵滞育期延长对埃及伊蚊生命史特征的综合影响尚不明确。

为了深入了解这些问题，瑞典农业科学大学（Swedish University of Agricultural Sciences）和马克斯?普朗克下一代昆虫化学生态中心（Max Planck Center Next Generation Insect Chemical Ecology）的研究人员 Sukritha Nalikkaramal、Sharon Rose Hill 和 Rickard Ignell 等人开展了相关研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为进一步认识气候变化对埃及伊蚊的影响提供了重要依据。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，通过设置不同CO2?浓度（环境浓度约 400ppm、600ppm 和 1000ppm）的高精度气候室，模拟不同的环境条件，对埃及伊蚊进行饲养实验；其次，利用非参数检验（如 Kruskal-Wallis 检验、Dunn’s 多重比较检验）和混合效应 Cox 回归生存模型等统计学方法，分析不同处理组之间埃及伊蚊在发育时长、生存概率等方面的差异；此外，还采用生化分析方法，如根据改良的 van Handel 比色法测定新羽化雌蚊的代谢储备，包括碳水化合物、糖原、脂质和蛋白质含量。

研究结果

1. 未成熟阶段的发育时长和幼虫生存：CO2?浓度升高和卵滞育程度显著影响了未成熟阶段从幼虫到蛹的发育时长。2 周龄卵在 1000ppm CO2?条件下饲养时，未成熟阶段的发育时长显著缩短；而较老的卵在 600ppm 和 1000ppm CO2?条件下饲养时，发育时长显著增加。同时，CO2?水平和卵滞育的相互作用显著影响幼虫的生存概率。2 周龄卵孵化的幼虫在 1000ppm CO2?条件下，生存概率显著降低；较老卵孵化的幼虫在 600ppm 和 1000ppm CO2?条件下，生存概率也低于环境CO2?条件下的幼虫。
2. 对成蚊饥饿耐受性和体型的影响：成蚊的饥饿耐受性随CO2?浓度升高和卵滞育期延长而显著变化，且存在性别差异。2 周龄卵孵化的雌蚊在 600ppm CO2?条件下饥饿耐受性增加，在 1000ppm CO2?条件下，雌雄蚊的饥饿耐受性均降低；较老卵孵化的雌雄蚊饥饿耐受性差异显著，且在 1000ppm CO2?条件下饥饿耐受性增加。成蚊体型也受CO2?浓度和卵滞育期的显著影响，且具有雌性特异性。2 周龄卵孵化的雌蚊体型随CO2?浓度升高而显著减小；较老卵孵化的雌蚊在不同CO2?条件下体型差异不明显，且在 600ppm 和环境CO2?条件下，显著小于 2 周龄卵孵化的雌蚊。
3. 对总能量储备的影响：不同卵滞育期和CO2?条件下，雌蚊的代谢储备存在显著差异。在 1000ppm CO2?条件下饲养的雌蚊，其可溶性碳水化合物含量显著降低；2 周龄卵孵化的雌蚊，其糖原含量在CO2?浓度升高时显著降低，而较老卵孵化的雌蚊糖原含量不受CO2?条件影响；较老卵孵化的雌蚊在 1000ppm CO2?条件下，脂质含量低于 600ppm 和环境CO2?条件下的雌蚊；在 600ppm CO2?条件下，较老卵孵化的雌蚊总蛋白质含量高于 2 周龄卵孵化的雌蚊。
4. 羽化雌蚊的摄食反应：通过无选择摄食试验发现，2 周龄卵孵化的雌蚊，在不同CO2?条件下对蜂蜜和血液的摄食比例无显著差异；而较老卵孵化的雌蚊，随着CO2?浓度升高，对蜂蜜的摄食比例显著降低，在 1000ppm CO2?条件下，对血液的摄食比例显著低于 600ppm CO2?条件下的雌蚊，也低于 2 周龄卵孵化且在 1000ppm CO2?条件下饲养的雌蚊。在摄食体积方面，2 周龄卵孵化的雌蚊在 1000ppm CO2?条件下摄入蜂蜜的体积显著低于 600ppm 和环境CO2?条件下的雌蚊；较老卵孵化的雌蚊在不同CO2?条件下摄入蜂蜜的体积相似，且在 1000ppm CO2?条件下，2 周龄卵孵化的雌蚊摄入蜂蜜体积更少。对于血液，不同CO2?条件下，2 周龄和较老卵孵化的雌蚊摄入体积一般相似，但环境CO2?条件下，较老卵孵化的雌蚊摄入血液体积显著高于其他CO2?条件下的雌蚊。
5. 人工调节水酸度的影响：人工调节幼虫水的酸度对未成熟阶段的发育时长、幼虫生存和成虫饥饿耐受性均无显著影响。

研究结论与讨论

本研究表明，大气CO2?浓度升高和卵滞育期延长显著影响埃及伊蚊的生命史特征和摄食反应。CO2?浓度升高对幼虫发育时长、生存以及成虫生存和体型的影响取决于卵滞育期的长短。虽然CO2?浓度升高对水生阶段有负面影响，但对成虫的影响存在差异。例如，在某些情况下，成虫的饥饿耐受性会增加，这可能与代谢预适应有关，但具体机制尚待进一步研究。

此外，幼虫的环境参数会对羽化后的成虫产生显著影响，包括生存、体型、繁殖成功和传播能力。埃及伊蚊的传播能力直接取决于其水生和成虫阶段的生命史特征以及雌蚊对人类宿主的摄食倾向。气候变化导致的发育时长和生存的细微变化，可能对蚊子种群动态产生显著影响，这在未来的模型研究中需要加以考虑。同时，未来还需要开展更多的半野外和野外研究，以进一步阐明CO2?浓度升高对疾病传播蚊子生命史特征的影响。

总的来说，该研究为深入理解气候变化如何影响埃及伊蚊的生存和种群动态提供了重要线索，有助于制定更有效的蚊虫控制策略，预防相关疾病的传播，对保障人类健康具有重要意义。