一项由罗格斯大学领导的最新遗传学调查揭示,美国东北部城市地区的啮齿动物正在进化出对常用毒药的抵抗力。研究显示,在纽约、新泽西、宾夕法尼亚和华盛顿特区等城市收集的147只家鼠中,高达84%的个体携带至少一种与抗凝血灭鼠剂抗性相关的Vkorc1基因突变,其中近70%携带已知能帮助小鼠抵抗常用灭鼠剂的突变。这一发现为长期困扰害虫管理专业人员的“控制失效”问题提供了关键遗传学解释。
基因突变:抗性背后的分子机制
研究团队聚焦于名为Vkorc1的基因,该基因编码维生素K环氧化物还原酶复合体1,是抗凝血灭鼠剂作用的靶点。这类灭鼠剂通过抑制Vkorc1酶的活性,干扰维生素K循环,从而阻断肝脏合成凝血因子II、VII、IX和X,最终导致动物内出血死亡。然而,Vkorc1基因的特定突变可以改变酶的结构,降低灭鼠剂与靶点的结合亲和力,使动物在摄入常规剂量毒药后仍能维持正常的凝血功能。研究第一作者、罗格斯大学昆虫学系博士后Jin-Jia Yu指出:“害虫管理专业人员经常告诉我们,即使使用了有效的灭鼠剂,某些地区的鼠害控制也变得越来越困难。我想查明这是否发生在美国东北部,尤其是大都市地区,以及问题有多普遍。” 值得注意的是,研究还发现了数个此前在家鼠或挪威鼠中未被记录的遗传变异,但这些变异是否增强抗性仍需进一步实验室验证。
物种差异:为何家鼠比挪威鼠更易产生抗性?
在143只挪威鼠中,约35%携带Vkorc1基因突变,但许多变异的生物学效应尚不确定。研究团队认为,行为差异可能是关键原因。家鼠倾向于快速探索不熟悉的食物,这增加了它们接触毒饵的机会,从而施加更强的进化选择压力。相比之下,挪威鼠对新食物和物体表现出更明显的“新事物恐惧症”(neophobia),它们会多次接近新食物后才真正取食,这种谨慎行为本身就能降低急性中毒风险。Yu解释道:“老鼠非常聪明,它们会多次接近新食物,然后才真正吃下饵料。” 这种差异意味着,尽管两种物种都面临化学控制压力,但家鼠种群可能因更高的暴露频率而承受更强的选择作用,导致抗性突变更快扩散。
公共卫生挑战与管理策略革新
啮齿动物不仅是滋扰,它们能污染食物、损坏建筑和电线,并携带多种病原体和寄生虫。在人口密集的城市,即使控制效果轻微下降,也可能导致侵扰持续时间延长、需要更多人力清除,并促使更大量使用化学处理。研究通讯作者、罗格斯大学昆虫学系推广专家Changlu Wang强调:“随着抗性越来越普遍,采用基于科学的管理策略来保护公共卫生和环境变得更为重要。” 研究人员建议采用综合害虫管理(IPM)策略,即结合多种方法而非依赖单一化学手段:包括封堵管道和门周围的缝隙、清除食物和水源、改善垃圾储存、减少杂物、监测活动以及适当使用捕鼠器。Wang补充道:“这项研究帮助我们了解啮齿动物种群如何变化,以及我们的管理策略需要如何随之演变。” 最终,研究团队希望遗传信息能帮助害虫管理专业人员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。