蚊子工廠這兩年頻繁出現在我們的視野，這些工廠培育出數以億計的蚊子，並在野外釋放。目前世界最大的蚊子工廠在廣東——那裡每週能夠培育1000萬隻特殊的雄性蚊子。

圖：廣東蚊子工廠培育蚊子的資料圖

之所以要人為培育這些蚊子，是為了減少野生蚊子或減少野生蚊子製造的疾病。

目前培育蚊子防治主要有兩種思路，一種是培育出能夠阻斷登革熱等蚊媒傳染病的蚊子，讓它們去感染野生的蚊子，另一種思路是培育出能夠讓野生蚊子不孕的蚊子－廣州的蚊子工廠就是屬於這種。

這兩種想法都需要應用在一種蚊子的共生菌——沃爾巴克氏菌。

所謂培育正是讓這種細菌感染培育的蚊子，然後讓培育的蚊子影響野外族群。

沃爾巴克氏菌指的是沃爾巴克氏體屬的細菌，這個類群是世界上分佈最為廣泛的共生菌，因為它們搭上了龐大的節肢動物的便車，它們生活在大部分節肢動物的細胞內，顯著影響這些節肢動物的繁殖行為，以及發育狀況。

圖：昆蟲細胞內的沃爾巴克氏體?Scott O’Neill

雖然科學家非常清楚，共生體對宿主的影響很大，但仍然會對沃爾巴克氏菌的能力感到震驚，因為它們甚至會想辦法控制宿主的性別。

例如，寄生在赤眼蜂屬黃蜂體內的沃爾巴克氏菌，它幾乎消滅了所有的雄性黃蜂，讓整個族群只剩下雌性，現在這類黃蜂要找到一隻雄性都難。

科學家在100年前（1924年）就已經發現了沃爾巴克氏菌的存在，並且發現大部分昆蟲被感染（比例在25%-75%之間），然後在大約30年前發現它們能夠改變昆蟲的性別比例，但是直到最近才稍有一點了解它們是如何做到的。

圖：培育蚊子

沃爾巴克氏菌受益於雌性

沃爾巴克氏菌種類繁多，它們對宿主的影響方式也多樣，我們前面提到的它能夠控制登革熱傳播，這是因為科學發現有一種沃爾巴克氏菌具有阻止蚊子攜帶登革熱病毒的能力。

所以，只要培育出攜帶這種沃爾巴克氏菌的蚊子，並將其釋放到野外，讓它們去感染野生蚊子就行了，這種方法在印尼已經成功減少當地77%的登革熱發病。

不過，這種方法並不會減少蚊子叮咬，相反它可能會增加蚊子叮咬，因為蚊子量增多了，而且因為控制了蚊子病毒，還導致蚊子壽命變長了。

這是一種對生態影響較小，而且又能控制疾病的方法，目前能夠控制瘧疾的沃爾巴克氏菌也已經被釋放出來。

我們前面提到的另一個讓蚊子不孕的思路，則是發現一些被沃爾巴克氏菌感染的蚊子，如果與未感染的蚊子交配，那麼未感染的蚊子就會不育，這個被稱為胞質不相容。

雌性蚊子通常一生只要交配一次就能一直產卵，而雄性蚊子非常“多情”，所以這種方法只要培育感染特定沃爾巴克氏菌菌株的雄性蚊子就好了，讓它們去禍害更多雌性蚊子。

當然，沃爾巴克氏菌轉移的方式也是多樣的，它可以在捕食者與獵物之間轉移，例如一隻節肢動物吃了攜帶有沃爾巴克氏菌的另外一隻節肢動物，它就有可能會被感染。

不過，捕食者與獵物之間的相互作用並不是沃爾巴克氏菌主要的轉移方式，因為大部分菌株都難以通過消化系統。

圖：赤眼蜂就是一類寄生蜂，它們將卵產在其它昆蟲卵內，也幫助沃爾巴克氏菌傳播

最常見的轉移方式是透過寄生蟲，對於昆蟲而言，寄生蜂在這種方式上扮演重要角色；

最佳的轉移方式被認為是共享食物，有些菌株可以在特定植物上存活相當長時間，如果兩隻動物食用了相同食物，沃爾巴克氏菌就會轉移。

雖然，沃爾巴克氏菌物理轉移的方式有很多，但是對於昆蟲而言，它們在感染子代這件事上，只通過雌性，只有雌性的卵細胞能夠攜帶這種細菌，而雄性精細胞不會。

簡單地說，沃爾巴克氏菌在傳播這件事上受益於族群中雌性群體的增多，這就是為什麼它們需要操控宿主性別的原因，而且都是剔除雄性，增加雌性的比例。

我們前面提到的胞質不相容其實也是一種沃爾巴克氏菌促進族群中感染者數量的方式，它們透過這種方法去剔除那些沒有被感染的個體。

回到沃爾巴克氏菌控制性別上，不知道你有沒有想過，整個族群盡可能減少雄性最極端的方式是什麼？

答案就是孤雌生殖──不需要雄性參與，雌性自己完成生殖，後代百分之百都是雌性。

圖：大理石紋螯蝦-超級克隆體

沃爾巴克氏菌會導致宿主孤雌並不是什麼秘密，許多研究都證實了這一點，不過有許多學者認為，節肢動物的孤雌生殖能力就是由沃爾巴克氏菌製造的（除了大理石紋螯蝦）。

當然，並不是所有節肢動物都走向了孤雌生殖的極端。

多年來，科學家已經發現沃爾巴克氏菌依靠各種各樣的技巧來增加種群中雌性的比例，包括殺死雄性胚胎，阻止未攜帶沃爾巴克氏菌的卵子發育，以及使遺傳雄性發展出雌性特徵。

其中最奇怪的就是遺傳雄性變成了雌性，我們前面提到的赤眼蜂就是這種情況，它們完全被細菌逆轉了性別。

圖：赤眼蜂從其它昆蟲卵在發育，但遺傳雄性的個體性別被細菌改變成了雌性

細菌如何改變黃蜂性別？

其實，沃爾巴克氏菌改變黃蜂性別的具體原因依然是個謎，不過最近的兩項研究可以部分回答這個問題：

很久以前，這些細菌從其他昆蟲那裡獲得了性別決定基因，如今它們利用這些基因大量生產出使雄性卵子變成雌性的蛋白質，進而導致雄性變性。

在有性生殖過程中，染色體會先複製，然後分裂成不同的生殖細胞，子細胞的染色體數量只有母細胞的一半。

赤眼蜂屬於膜翅目，這類昆蟲不同性別攜帶的染色體數量不同，雄性是單倍體，它們是從未受精的卵子發育而來，而雌性是正常由受精卵發育而來的雙倍體。

沃爾巴克氏菌利用科學家尚未完全理解的機制，以某種方式阻止了最後一步，導致未受精的卵也發育成雌性，而不是雄性。

不過，這兩項研究都發現，其中有兩個基因產生的蛋白質似乎在性別決定中發揮關鍵作用，而這兩個基因與其他昆蟲中發現的性別決定基因非常相似。

所以，兩項研究的研究員認為，這顯示沃爾巴克氏菌操控性別的基因來自進化史上感染的昆蟲，然後經過自己的改良，最終讓它們找到了讓黃蜂變性的方法。