城市啮齿动物正在进化出对常见毒药的抗性:基因突变揭示防控新挑战
时间:2026-07-15 08:37 来源:Pest Management Science 作者:Jin-Jia Yu, Changlu 点击:次
在人类与城市啮齿动物持续数千年的“军备竞赛”中,化学灭鼠剂曾是人类最强大的武器。然而,一项由罗格斯大学(Rutgers University)领导的最新研究揭示了一个令人不安的趋势:这些“对手”正在基因层面进化出对抗毒药的防御机制。该研究发表于国际期刊《Pest Management Science》,首次系统描绘了美国东北部城市家鼠(Mus musculus)和褐家鼠(Rattus norvegicus)中与抗凝血灭鼠剂(anticoagulant rodenticides)抗性相关的基因突变图谱。 基因筛查揭示惊人抗性比例研究团队从纽约、新泽西、宾夕法尼亚和华盛顿特区的城市区域收集了147只家鼠和143只褐家鼠的样本,重点分析了Vkorc1基因。该基因编码维生素K环氧化物还原酶复合体亚基1,是抗凝血灭鼠剂作用的靶点。这类毒药通过抑制该酶活性,干扰维生素K循环,从而阻断凝血因子合成,导致内出血死亡。然而,Vkorc1基因的特定突变可以改变酶的结构,使毒药无法有效结合,从而赋予动物抗性。 结果令人震惊:高达84%的家鼠携带至少一种Vkorc1基因突变,其中近70%的突变已被科学证实能够帮助小鼠抵御市售常见抗凝血灭鼠剂。相比之下,褐家鼠中约35%携带突变,但研究第一作者、罗格斯大学昆虫学系博士后Jin-Jia Yu指出:“科学家尚不清楚这些突变中的大多数是否会影响褐家鼠对灭鼠剂的敏感性。” 这一差异可能源于两种啮齿动物截然不同的行为模式。 行为差异驱动进化压力研究团队认为,家鼠和褐家鼠抗性频率的显著差异,与它们对陌生食物的探索行为密切相关。家鼠倾向于快速尝试新食物,这使它们更频繁地接触毒饵,从而承受更强的进化选择压力——只有携带保护性突变的个体才能存活并繁殖。而褐家鼠则表现出典型的“新事物恐惧症”(neophobia),“它们会多次接近新食物,但迟迟不敢真正取食,”Yu解释道。这种谨慎行为在无意中保护了褐家鼠免受急性毒害,但也降低了种群对毒药的选择压力,导致抗性突变扩散速度较慢。 研究还发现了数个此前从未在家鼠或褐家鼠中报道过的基因变异。这些新突变是否赋予抗性尚需实验室验证,但它们的出现暗示着抗性进化的动态性和复杂性。“遗传筛查能告诉我们突变的存在,但确定其功能需要更深入的生化实验,”Yu补充道。 从个案到公共健康挑战这项研究的起点,源于害虫管理专业人士多年来的反复反馈:在部分区域,即使使用有效的灭鼠剂,控制效果也持续下降。这引发了根本性疑问:失败仅仅源于饵料放置不当、环境卫生差或啮齿动物行为规避,还是动物本身正在变得“刀枪不入”?新结果明确指向后者——至少在部分家鼠种群中,遗传抗性已成为关键因素。 罗格斯大学昆虫学推广专家、资深作者Changlu Wang强调:“啮齿动物不仅仅是令人讨厌的存在。它们污染食物、破坏建筑和电线,并携带多种病原体和寄生虫。”在人口密集的城市,即使控制效率的微小下降,也可能导致侵扰持续时间延长、治理成本激增,并迫使使用更多化学药剂,形成恶性循环。 Wang指出,研究结果强化了超越“毒药依赖”策略的必要性。“随着抗性日益普遍,采用基于科学的综合害虫管理(Integrated Pest Management, IPM)策略变得更为重要。” IPM强调多种方法协同:封堵管道和门窗缝隙、清除食物和水源、改善垃圾储存、减少杂物堆积、监测活动密度,并适时使用物理陷阱。其目标不仅是杀死现有啮齿动物,更是从根本上降低环境对它们的适宜性。 “这项研究提供了美国东北部地区灭鼠剂抗性的首批信息,”Yu总结道。“通过了解突变的流行程度和分布,害虫管理专业人员和公共卫生机构可以做出更明智的决策。” 未来,基因信息有望帮助从业者针对特定地点选择更有效的策略,同时减少不必要的农药使用,最终实现保护公共健康与环境安全的双重目标。
Journal Reference:
(责任编辑:泉水)Jin-Jia Yu, Alvaro Toledo, Adrienne E Kasprowicz, Megan V Phifer-Rixey, Xiaodan Pan, Babatunji Daramola, Changlu Wang. “Distribution and frequency of Vkorc1 polymorphisms in house mice and Norway rats in the northeastern United States”. Pest Management Science, 21 April 2026. DOI: 10.1002/ps.70833 |