为什么会进化出蚊子这种生物，它们对于地球生态系统有什么不可或缺的功能吗？
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嘿，没想到我这个提问还上了热榜了，那我自己也来写一点我的观点。
其实这个问题，并不是算是我自己原创的，之前我就被学生问到“蚊子到底为什么会进化出来”“它们在生态系统里是否不可或缺”这类的问题。
这样的提问视角往往给人一种误解，就好像所有的物种出现都要有它的作用，有一种大自然给了它们岗位安排的感觉。
但从进化的角度来说，就像我们古代先贤所说，天地不仁，以万物为刍狗。
自然演化也一样，大自然不会因为某功能缺失就设计制造出一个物种。大多数生物存在的理由更类似于达尔文提出的“适者生存”的概念，也就是说，碰上了合适的机会，没被淘汰，然后持续调整，万一哪一天没调整好，玩脱了，就灭绝了。
所以今天我们不讨去论蚊子生态位是否不可取代，而是问“为什么会有蚊子这种生物？”沿着这条“来时路”，能看到它们如何随着宿主谱的更替、环境变迁，与病原体之间缔造共同进化的军备竞赛。
把时钟拨回中生代，分子钟与系统发育分析显示蚊子家族（Culicidae）起源于侏罗纪，距今约1.8亿年[1]。琥珀中保存的早白垩世蚊子化石，连雄蚊都带刺吸口器，这意味着“雄蚊不吸血”的分工晚于吸血行为本身[2]。始新世油页岩中还能发现腹部胀满血液的蚊子化石，说明吸血能力很早就在蚊子中出现了。
那时爬行类是陆地霸主，哺乳动物还在角落里潜伏。蚊子的祖先极可能偏好冷血宿主，这并不是不是猜测，而有一些现代“活化石”佐证。Culex territans （栖蛙库蚊）几乎专叮青蛙/爬行动物，对CO₂和热的敏感度低，而是会追着青蛙的叫声来叮咬[3]。
但恐龙灭绝后，哺乳类崛起，蚊子宿主谱不得不转身。埃及伊蚊（Aedes aegypti）在人类聚居与储水环境中逐渐进化出对人体气味的高度敏感性，其中嗅觉受体 OR4 对人类特征性含硫/酮气味特别敏感[4]。Rose 等人的模型显示，干季强度与人口密度这两个环境因素，就能解释超过八成的人偏好差异。所谓干季，是热带地区雨水稀少、天然积水消失的旱季，人类被迫储水，也因此无意间给了蚊子更稳定的繁殖环境[5]，这解释了某些地区蚊子更爱咬人。
蚊子的吸血能力，并不是单纯依赖一根针一样的口器，而是高度仰仗唾液里的一整套分子武器。最典型的是 Apyrase，这是一种存在于蚊子唾液中的酶。血小板在血管受伤时会释放 ADP 分子，用来招募更多血小板赶来“抱团”并形成血栓。Apyrase 能把 ADP 分解掉，相当于直接拆掉了血小板之间的“集合号”，让它们无法快速聚集。结果就是血液保持流动，不会立刻凝固，蚊子便能顺畅地抽取血餐。实验还发现，如果在宿主皮肤中人为注入 Apyrase，血凝块的形成会减少约四分之一到三分之一，血餐中血小板和纤维组织显著下降，这也间接提高了疟原虫在蚊体和宿主体内的存活与传播效率[6]。
另一类重要的工具是 D7 蛋白家族。它们不是直接动手阻断凝血，而是专门“绑架”宿主释放的信号分子。比如组胺（让血管扩张、招来免疫细胞）和 花生四烯酸代谢物（包括前列腺素、白三烯等炎症放大因子）。这些分子如果不被拦截，会迅速引发局部红肿、瘙痒和免疫应答；但在 D7 的作用下，它们像是被中途截获，无法发挥原本的“报警”作用。
还有 Aegyptin，这是埃及伊蚊唾液中特有的一种蛋白。它瞄准的是 胶原蛋白与血小板之间的黏附反应。在正常情况下，受损血管外露的胶原会立刻让血小板黏附上去，构建凝血“底盘”；而 Aegyptin 阻断了这一环节，让血小板无从下手。
这些唾液分子并非在所有蚊子中一模一样，而是随着不同蚊属、不同进化分支出现了谱系特异的扩张与功能分化。换句话说，每一类蚊子都在自己的唾液库里不断进化，以对应不同宿主的防御手段。这正是宿主与寄生者长期对抗下的经典拮抗适应[7]。更棘手的是，这些分子不仅维持了血餐的顺畅，还会压低宿主皮肤的先天免疫阈值，相当于为疟原虫、登革热等病原体打开了一道额外的传播窗口[8]。
说到这里，就又不得不提蚊子和病原体之间的联系。甚至说，蚊子就是因为传播病原体这个能力，才使得它成为了我们今天讨论的话题，不然自然界的昆虫千千万，为啥蚊子会有一个单独的世界蚊子日。
不同蚊种在传播上的能力差别极大，有的能让寄生虫顺利完成生命周期，有的则完全无能为力。比如鸟类疟原虫在 家蚊（Culex pipiens，库蚊属家蚊） 体内可以繁殖，但在 伊蚊（Aedes，伊蚊属） 里就被“卡死”；而爬行动物的疟原虫 Plasmodium floridense（佛罗里达疟原虫），实验表明能通过 Culex erraticus（库蚊属游离库蚊） 传播[9]。病原体等于在不同蚊子和不同宿主之间挑选“合拍的搭档”，而宿主也在反击。人类基因组里那些与疟疾搏斗留下的痕迹——镰刀型血红蛋白、血红蛋白 C、G6PD 缺乏、HLA 多态性、非洲常见的 Duffy 阴性——几乎都是疟疾长期压力下被推到高频的变异[10]。换句话说，从某种角度来看，蚊子甚至影响了许多物种，其中也包括人类的进化过程。
所以我们说了这么多可以看出来，蚊子不是为了“生态补位”而出现的，而是在宿主与病原体的动态对抗中“走红了”。雄蚊是否曾全家吸血？不同吸血昆虫是否存在共性基因套路？未来城市化是否会让蚊子越来越偏“人”？这些都是尚未解答的开放问题——可以说，蚊子的命运啊，当然要靠它的自我奋斗，但也要考虑到历史的行程。
参考
- ^Laurito M. 等. Culicidae evolutionary history focusing on the Culicinae subfamily based on mitochondrial phylogenomics. Scientific Reports, 2020.
- ^ Grimaldi D. & Engel M. Early Cretaceous mosquitoes with piercing mouthparts in males. Current Biology, 2023.
- ^Clements A. N. The Biology of Mosquitoes, Vol. 2: Sensory Reception and Behaviour. Annual Review of Entomology, 1999.
- ^McBride C. S. 等. Evolution of mosquito preference for humans linked to an odorant receptor. Nature, 2014.
- ^Rose N. H. 等. Climate and urbanization drive mosquito preference for humans. Current Biology, 2020.
- ^Pala Z. R. 等. Mosquito salivary apyrase regulates blood meal hemostasis and facilitates malaria parasite transmission. Nature Communications, 2024.
- ^Ribeiro J. M. C. & Arcà B. From sialomes to the sialoverse: An insight into salivary cocktail of blood-feeding insects. Annual Review of Entomology, 2009.
- ^Dragovic S. 等. Mosquito saliva and the modulation of host skin immunity. Frontiers in Immunology, 2022.
- ^Santiago-Alarcon D. 等. Vector competence of different mosquito species for avian and reptilian Plasmodium parasites. Parasites & Vectors, 2023.
- ^ Kwiatkowski D. How malaria has affected the human genome and what human genetics can teach us about malaria. Nature Reviews Genetics, 2005.
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极萨学院冷哲 - 9 个点赞 👍
蚊子是自然界免疫耐受的奇迹，也就是感染了病毒又能长期共存，该吃吃该喝喝。
能不能回顾并延伸一下脑洞，让全世界几千万艾滋病人找到更好的治疗方案，带毒不病。
蚊子的“与病毒共存机制”，最重要的是靠RNA干扰（RNAi）。病毒在蚊子体内复制时，会有一个中间过程、产生双链RNA。双链RNA会被切割成小片段、再像子弹一样被打出去，精准识别并切断更多的病毒RNA，从而抑制病毒扩增。
所以，病毒多了我就切、病毒少了我的子弹也少----这种机制不断修剪病毒数量，让它们处于可控状态，而不是任其泛滥，但也永远都清除不干净。
CCR5的基因疗法，图片来自CCR5-edited gene therapies for HIV cure: Closing the door to viral entry 确实也有人想把RNAi技术用在治疗艾滋病上。比如两千年初，就有在细胞和小鼠模型中的实验，用 RNAi抑制HIV病毒组装的关键基因（ gag, tat, rev）等等，或者抑制病毒进入细胞的受体（CCR5、CXCR4），结果显示，RNAi确实能显著降低病毒复制。
但这里面有实际难处，就是HIV病毒突变率太高（可以参考covid病毒的更新迭代速度），想靠一段序列来一劳永逸是不可能的。好不容易设计了一段RNAi序列，用了不到两天就过期了，因为病毒突变完全逃脱了这段RNAi序列的结合。
HIV高速突变 所以至今还没有上市的RNAi疗法，还只能作为有潜力的疗法之一在不断攻克各种技术障碍。
此外，蚊子能自由调动RNAi的另一个机制，就是它们体内还会产生病毒来源的DNA（叫vDNA）的片段。这些片段并不是直接来自病毒的基因组，而是蚊子自创的----蚊子动用自身的反转录酶，从病毒的RNA “抄写”出来的拷贝，归自己所有。
这就像师夷长技的时候记回来的笔记，在蚊子体内能够持续刺激RNAi系统，让蚊子的抗病毒反应保持在一种“常备军”模式下。更重要的是，抄袭有效对抗了病毒的快速突变----突变DNA也会很快被蚊子抄袭过去，然后着手准备专门的RNAi子弹来对抗。一旦用药物阻断蚊子体内的vDNA生成，蚊子很快失去耐受力，大量死亡。
这种靠vDNA来不断更新自己的军备、长期有最新突变的攻克版本的机制，值得我们好好效仿。比如，是否可以通过小RNA或人工合成的vDNA片段，来诱导类似蚊子的免疫耐受反应？
RNAi控制病毒，图片来自Antiviral immunity in Drosophila requires systemic RNA interference spread 当然，把蚊子的经验直接应用于人还有很长的路要走。但蚊子为我们提供了一个重要的概念转变：对付病毒，不一定非要把它赶尽杀绝；有时不如智慧地（被迫）压制和平衡。
参考文献：
- Medzhitov R, Schneider DS, Soares MP. Disease tolerance as a defense strategy. Science. 2012;335(6071):936-941.
- van Rij RP, Saleh MC, Berry B, Foo C, Houk A, Antoniewski C, Andino R. The RNA silencing endonuclease Argonaute 2 mediates specific antiviral immunity in Drosophila melanogaster. Genes Dev. 2006;20(21):2985–2995.
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若水 - 1 个点赞 👍
为什么会进化出蚊子这种生物？它们对于地球生态系统，有什么不可或缺的功能吗？先说结论，地球上任何一种生物，都有生存下来的可能。至于在进化的「过程之中」谁被淘汰，谁被留下来了？又另当别论。
动物的生态链
首先，这里大家一起来「重温了解一下」动物的生态链「食物链」最高决策者是人类，上帝视角。
人，是植物生态链的顶端决策者，决定着一切决定着，整个「生态链」的完整与否。
所以人才是最重要的。因为人想吃什么什么，然后这个生态链，就可以确保「它的完整」。
能让你吸血也能灭了
当然，这蚊子跟人类「弱肉强食」，一点「关系」都没有，因为人类，也是要被蚊子吸血的。
但是，人类也可以将「蚊子 」置于死地，至于用什么样的方法？是让它长教训？还是彻底灭绝？
那要看「究竟」谁有这个本事和能力了？这些就交给科学家，他们去做到。我们普通人「只能花钱办事儿」就行。
研究出来什么能治能治蚊子，我们就买什么，仅此而已。
蚊子是蜻蜓和青蛙食物
最后，再跟大家分享。蚊子是蜻蜓和青蛙的食物来源之一。如果没有了「蚊子」，蜻蜓和青蛙可能就「没有更多食物的来源」
就没有那么多种类，没有那么多可以选择项。就没有那么多「可以吃」，所以，蚊子它们的存在。
还是有一定的意义的，那么「应该」怎么样，选择让青蛙和蜻蜓多一点？然后它们去灭了蚊子呢？
保护蜻蜓青蛙和益虫
这个难题，这个问题就要交给，我们每一个人呢。因为蜻蜓和青蛙都是益虫，我们需要每个人都「好好保护它」。
小伙伴们，你认为用什么样的方法，可以增加青蛙和蜻蜓的数量。来「保护」我们人类。
免得被蚊子「吸血」，欢迎大家分享自己的心得体会。祝大家生活愉快！
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