这是一个全新的系列,因为小树是一个“问题少年”,在日常生活中总会有各种各样的问题,有些问题可能有答案,有些没有,虽然很多问题在刚开始的时候还记得,但随着时间的流逝,有些问题就渐渐忘记了

如今回忆起来,我觉得有些问题还是很有意义的,因此便想把它记录下来

为什么是“千问”呢?因为名字想起霸气一点,也有可能是因为阿里有个千问,可能写多了之后能做成一个知识库,做成一个知识渊博版小树

问题

那么我们开始我们的第一问:我在路上看到有物理诱蚊的紫外线,为什么人类担心杀虫剂这种化学方法会产生耐药性,但是不担心这种物理方法会产生副作用呢?因为两者本质都是进行选择,选择就会留下更优者,种群就会进化

答案

「化学灭蚊」往往通过靶向昆虫的特定分子机制(如神经系统受体、酶活性位点等)来发挥作用,因此若这些靶点发生突变,就可能导致抗药性迅速形成;

而「物理灭蚊」通常依赖昆虫的行为或生理属性(如趋光性、飞行路径、电击敏感性等),不依赖某一个明确的分子靶点,因此抗性演化相对不容易发生,但从长期演化角度来看,只要这种手段形成选择压力,行为或生理的改变依然可能带来 “抗性” 或 “适应性”

我们可以把抗性产生的本质看成两个维度:

  1. 靶点特异性(Target specificity)

    • 化学药物(如拟除虫菊酯、敌敌畏等)常靶向一个或几个受体 / 通道蛋白(如钠通道、乙酰胆碱酯酶)
    • 一旦编码这些蛋白的基因发生点突变(比如 kdr 突变,knockdown resistance),就可能失效
    • 而物理手段(如紫外光诱杀、电击网、风吸陷阱等)并不依赖某个单一分子靶点,所以变异产生抗性通常需要行为、感知、甚至生态适应的复杂演化
  2. 抗性成本与演化速度(Fitness cost & evolutionary path)

    • 对化学药物产生抗性的突变可能只需 1 个基因改变,容易迅速固定
    • 而行为改变(如不再趋光)往往涉及神经系统的广泛调控,有更高的 “代价”,可能降低觅食效率、生殖成功率等
    • 所以演化的速度慢、方向不稳定、不一定会成功

趋光性弱化的蚊子确实可能更难被紫外灯诱杀,但它可能也更难找到人类吸血对象(因为靠视觉、热感、气味等一起定位),从而降低繁殖成功率,除非变异的蚊子愿意完全抛弃其生态位

问题分析
紫外线诱杀是否可能导致抗性?理论上可以,形式多为行为抗性
趋光性弱化是否是有效抗性机制?是,但存在显著适应代价
蚊子是否可能“放弃生态位”?需要同时满足演化潜力+新生态位可用,难度大
物理手段是否绝对安全?不是,但抗性进化更难、代价更高、速度更慢

对于化学灭虫,高中生物学中有一个很著名的例子——“棉铃虫与 BT 蛋白”

苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)产生的一系列杀虫蛋白,因其高效、环保的特性,被广泛应用于农业害虫防治,特别是通过基因工程技术将 Bt 基因导入作物中,培育出转基因 Bt 作物,为害虫防治提供了革命性的新途径。然而,长期和大规模种植 Bt 作物,使得靶标害虫如棉铃虫(Helicoverpa armigera)逐渐产生了对 Bt 蛋白的抗性,这严重威胁了 Bt 技术的持续有效性1

在进化学的课上,还有一个很有意思的问题:面对化学试剂和转基因造成的抗虫性,一般会采取什么手段

其中比较有代表性的答案有两个,一个是多种杀虫剂和抗虫作物复用;另外一个是在抗虫作物旁中一些不抗虫的作物

思考

抗虫的背后其实是进化和生态问题的总和,传统的“物竞生还”之所以能稳定,是因为双方都在进化,而在当前人类这种单一强压的选择方式下,我们不得不重新审视如何来平衡人类生产生活与自然的关系

最后修改:2025 年 08 月 03 日
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