埃及伊蚊（Aedes aegypti）种群中的表型变异，及其对预测温度和气候变化对登革热传播影响的意义

《PLOS Pathogens》：Phenotypic variation in populations of the mosquito vector, Aedes aegypti, and implications for predicting the effects of temperature and climate change on dengue transmission

研究通过共同花园实验比较了墨西哥五个场地方和实验室菌株的埃及伊蚊热性能曲线，发现种群间存在显著差异，影响种群增长率和登革热病毒传播潜力，挑战了传统单一热性能模型的适用性。

　　在当前全球气候变暖的背景下，蚊媒疾病对人类健康构成的威胁日益显著。其中，登革热作为最广泛传播的蚊媒疾病之一，其传播动态与气候因素密切相关。以埃及伊蚊（*Aedes aegypti*）为代表的蚊种，不仅是登革热的主要传播媒介，还与寨卡病毒、基孔肯雅病毒等多种病原体的传播有关。因此，理解气候变化如何影响蚊虫的生命周期特征以及其对病毒传播能力的潜在影响，对于预测和防控这些疾病具有重要意义。

当前的许多研究和模型通常假设某种蚊虫的热响应曲线是固定的，适用于所有地理区域和环境条件。然而，这种“一刀切”的假设忽视了蚊虫种群之间可能存在的表型变异，这些变异可能导致不同种群在热响应方面的显著差异。本研究通过采集来自墨西哥五个不同地点的野生种群以及一个长期实验室适应的种群，进行了一系列实验室实验，以分析不同种群在多个温度梯度下的生命历史特征。这些特征包括从卵到成虫的存活率、发育速率、成虫寿命、繁殖力和叮咬率等。实验结果显示，不同种群在这些生命历史特征上的热响应存在显著差异，这表明蚊虫种群可能已经形成了对当地环境的适应性变化。

实验过程中，研究人员在环境控制的孵化器中，将蚊虫培养在从13°C到37°C的多个温度条件下，同时保持相对湿度在80%±10%范围内。每个温度条件下的实验数据均进行了三次重复，以确保实验结果的可靠性。在培养过程中，研究人员从实验室条件（27°C、80%湿度、12:12小时光照周期）开始，逐步将种群的适应性调整到与原生环境相似的条件，以减少母体效应的影响。通过这种方式，研究人员能够更准确地评估种群间的遗传差异对热响应的影响。

在对生命历史特征的热响应进行建模时，研究团队采用了贝叶斯统计方法，结合了多种热响应函数，包括二次函数、Brière函数等。这些模型不仅考虑了蚊虫个体在不同温度下的表现，还整合了种群间的整体表现，以更全面地评估温度对蚊虫种群繁殖能力和病毒传播潜力的影响。通过计算不同温度下的关键参数，如热适应的最低温度（CTmin）、最高温度（CTmax）、最佳温度（Topt）以及热响应范围（Tbreadth），研究人员发现，不同种群在这些参数上存在显著差异。例如，Monterrey种群在热适应范围和最佳温度方面表现出更大的灵活性，而Jojutla种群则在某些参数上显示出更高的稳定性。

此外，研究还探讨了温度变化对蚊虫种群整体适应性的影响。结果显示，不同种群的适应性曲线在温度变化时会产生不同的反应。这种差异可能源于种群在长期演化过程中对特定环境条件的适应性调整，例如不同地区的温度梯度、湿度变化以及人类活动的差异。这些适应性变化不仅影响蚊虫的繁殖和生存能力，还可能改变其对病毒的传播效率。因此，研究团队认为，传统的“一刀切”热响应模型可能无法准确反映气候变化对蚊媒疾病传播的影响，尤其是在不同地理区域和环境条件下。

在病毒传播潜力的评估中，研究团队采用了相对R0模型，其中R0表示从一个初始感染案例中产生的次级感染案例数量。通过整合生命历史特征的热响应曲线，研究人员构建了不同种群的相对R0模型，并分析了温度变化对这些模型的影响。结果显示，某些种群在特定温度下具有更高的病毒传播潜力，而其他种群则表现出较低的传播能力。例如，在29°C时，Ciudad Juárez种群的相对R0值达到最高，而Jojutla种群的相对R0值仅为60%。这种差异表明，不同种群在病毒传播效率上存在显著的热响应差异，这可能与种群的遗传背景、适应性特征以及环境因素有关。

研究还发现，蚊虫种群的适应性特征与其所处的地理环境密切相关。例如，种群的热适应最佳温度与它们的原生环境纬度之间存在显著的正相关关系。这表明，蚊虫的热适应性可能是长期适应环境的结果，而非随机的遗传漂变或其他外部因素导致。因此，研究团队认为，这些差异反映了蚊虫种群在不同气候条件下的适应性变化，这种变化可能在未来的气候变化中变得更加重要。

本研究的结果对于公共卫生管理具有重要的现实意义。由于蚊虫种群的热响应曲线存在显著差异，传统的预测模型可能无法准确评估气候变化对蚊媒疾病传播的影响。因此，未来的研究需要更加细致地分析不同种群的热响应特征，并结合当地环境条件进行建模。此外，研究团队还建议，采用新一代基因组测序技术来进一步探索蚊虫种群之间的遗传差异，这有助于更精确地预测气候变化对蚊媒疾病传播的潜在影响。

总的来说，这项研究揭示了蚊虫种群在热响应方面的多样性，强调了在评估气候变化对蚊媒疾病的影响时，需要考虑种群间的差异。这种差异不仅体现在蚊虫的生命周期特征上，还可能影响其对病毒的传播效率。因此，未来的公共卫生策略应当基于更细致的种群分析，以更好地应对气候变化带来的挑战。通过深入理解蚊虫种群的适应性特征，研究人员可以更准确地预测病毒传播的风险，并制定相应的防控措施。