四、医学节肢动物的防制
医学节肢动物的防制是预防和控制各种虫媒传染病的重要手段,实践证明,单靠一种防制方法不能有效地解决问题,综合防制是今后的发展趋势。
综合防制,即从媒介与生态环境和社会条件的整体观点出发,本标兼制以制本为主,以及安全(包括对环境无害)、有效、经济和简便的原则,因地因时制宜地对防制的对象,采用各种合理手段和有效方法,组成一套系统的防制措施,把防制对象的种群数量降低到不足以传播疾病的地步。
防制的方法如下:
1.环境防制:主要通过改造、处理病媒节动物的孳生、栖息环境,造成不利于它们的生存条件,这是防制医学节肢动物的制本措施,其具体内容包括:①环境改造,如基础卫生设施的改造和修建,阴沟、阳沟和臭水沟的改造等;②环境处理,例如,翻盆倒罐、清除蚊孳生地,或对蚊类孳生地进行水位波动,间歇灌溉,水闸冲刷,以及垃圾、粪便及特殊行业废弃物的无害化处理等;③改善人群居住条件,搞好环境卫生,以减少或避免人-媒介-病原体三者的接触机会,从而减少或防止虫媒病的传播。
2.化学防制:当前主要是使用化学合成的杀虫剂、驱避剂及引诱剂来防制病媒节肢动物。虽然化学防制存在着抗药性及环境污染等问题,但是它具有见效快、使用方面,以及适于大规模应用等优点,所以仍然是目前对病媒综合防制中的主要手段。常用有机合成的杀虫剂有以下几类:
⑴有机氯杀虫剂:具有广谱、高效、长效、价廉、对哺乳动物低毒等优点,如二二三(DDT)、六六六等,曾是主要的杀虫剂,由于长期大量而广泛的使用,形成环境(土地、水域)的污染和动植物体内的积蓄,有害人体健康,且导致病媒节肢动物的抗药性,降低杀虫效果,因此,逐渐为其它类杀虫剂所代替。
⑵有机磷杀虫剂:多数具有广谱、高效的杀虫特点,在自然界易水解或生物降解,因而可减少环境污染,在动植物体内无积蓄的危险。用于卫生杀虫剂的常用种类有:敌百虫(trichlorphon)、辛硫磷(phoxin)、马拉硫磷(malathion)、杀螟松(sumithion)和甲嘧硫磷(虫螨磷pirimiphos methyl)。双硫磷(abate)、倍硫磷(baytex)是良好的杀蚊幼虫剂。敌敌畏(dichlovos,DDVP)是我国民间常用的杀虫剂,具有强烈的熏杀作用,一般用于室内熏杀成蚊。
⑶氨基甲酸酯类杀虫剂:特点是击倒快、残效长,对人、畜的毒性一般较有机磷杀虫剂低,无体内积蓄,有的品种对有机氯及有机磷杀虫剂有抗性的害虫也有效。常用种类有残杀威(sunside或propoxur)主要为触杀剂,并具胃毒和熏蒸作用。混灭威(landrin)的作用似残杀威,但无熏蒸作用。
⑷合成拟菊酯类杀虫剂:具有广谱,高效,击倒快,许多品种残效短(即对光不稳定),毒性低,生物降解快,对上述三类杀虫剂有抗性的害虫有效等特点,因而受到重视,认为是有前途的杀虫剂。品种很多,常用有二氯苯醚菊酯(permethrin)、丙烯菊酯(allethrin)、胺菊酯(tetramethrin)、溴氰菊酯(decamethrin)、氯氰菊酯(cypermethrin)、顺式氯氰菊酯(alphamethrin)即奋斗呐等。我国目前主要使用二氯苯醚菊酯、溴氰菊酯和顺式氯氰菊酯,后两者对光稳定,残效可达3~6个月。
⑸昆虫生长调节剂:通过阻碍或干扰昆虫的正常发育而使其死亡,其优点是生物活性高,有明显的选择性,只作用于一定种类的昆虫,故对人、畜安全及对天敌、益虫无害,不污染环境等优点。目前进行实验或试用的有保幼激素类似物如烯虫酯(methoprene)和发育抑制剂,如敌灭灵或称灭幼脲Ⅰ号(TH6040)及苏脲Ⅰ号等。
⑹其他类:驱避剂、引诱剂则由另一些类型化合物构成,如驱蚊油(dimethyl phthalate)主要成分为邻苯二甲酸二甲酯;避蚊胺(deet)又名DETA主要成分为N,N-二乙基-间-甲苯甲酰胺;对-盖烯二醇(驱蚊剂42号)对一般吸血节肢动物都有较好的作用,有效驱避时间为4~5小时(保护率90%以上)。引诱剂方面则按害虫种类而异,苍蝇引诱剂有顺-9-碳烯的混合物、三甲基胺等;蟑螂的引诱剂有茴香醛、亚油酸、亚麻酸等。无论驱避剂或引诱剂其本身无杀虫性能,引诱剂必须配上杀虫剂才能毒杀害虫。
3.生物防制 利用生物或生物的代射产物以防制害虫,其特点是对人、畜安全,不污染环境。防制的生物可分为两类,即捕食性生物和致病性生物。捕食性生物如养鱼以捕食蚊幼虫。致病性生活的种类较多,目前以对苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis H-14)、球形芽孢菌(Bacillus sphaericus)及索科线虫(Romanomermis sp.)的研究的进展较快,它们都能使蚊幼虫致病而死亡。由于化学防制导致害虫产生抗药性,造成环境污染和杀害天敌,因此生物防制又受到重视。
4.物理防制 利用机械、热、光、声、电等以捕杀或隔离或驱走害虫,使它们不能伤害人体或传播疾病。例如装纱窗纱门以防蚊蝇进入室内,食物加盖沙罩防蝇和蟑螂接触,挂蚊帐防蚊叮刺,用蝇拍打杀蚊蝇,高温灭虱,光诱器诱捕害虫等均属物理防制。
5.遗传防制 使用各种方法处理害虫,使其遗传物质发生改变或移换,以降低其繁殖势能,从而达到控制一个种群为目的。可释放大量人工绝育的雄虫,其数量远超过自然种群的雄虫,以期能与自然种群的雌虫交配,产未受精卵,使自然种群逐渐减少。在遗传防制中,有辐射、化学杂交不育、胞质不亲和、染色体易位等方法。目前还在研究和小规模现场试验,推广应用尚待努力。
五、病媒节肢动物的判断
1.生物学的证据 ①与人的关系密切,必须刺吸人血,或舐吸人的食物;②数量较多,往往是当地的优势种或常见种类;③寿命较长,能保持病原体完成发育和增殖所需的时间。
2.流行病学证据 其地理分布及季节消长与某种虫媒病流行地区以及流行季节相一致。
3.自然感染的证据 在流行地区流行季节采集可疑的节肢动物分离到自然感染的病原体,如果是原虫和蠕虫,须查到感染期。但作为媒介的确定,还需其它方面的资料。
4.实验室的证据 用人工感染方法证明病原体能在某种节肢动物体内增殖或能发育至感染期,并能传染给易感的实验动物。实验感染可证实媒介节肢动物对病原体的易感性,还可测定易感性的程度。
六、节肢动物的生态学
生态学(ecology)是研究生物与周围环境相互关系的科学,从不同生态组织层次又可分为个体生态学、种群生态学、群落生态学和生态系统生态学几个分支。对医学节肢动物生态的深入研究,是为了掌握其发生、发展规律,找出对其生存的有利和不利因素,针对薄弱环节,制定切实可行的防制措施。
1.个体生态学 个体生态学主要研究环境因素与生物生长、发育、繁殖、寿命、越冬、滞育、产卵、食性、栖息等生理行为的相互关系以及环境因素对这些生理行为的影响。环境因素包括有:
⑴温度:温度是对节肢动物影响最显著的气候因素。节肢动物是变温动物,其体温随所在环境温度变化而变化。每一种节肢动物都有一定的适宜温度范围,发育与繁殖能正常进行的温度范围称为适温区(optimum range)。在适温区内尚有最适温区,在此温区内,节肢动物发育速率最快,繁殖力最大。温度对节肢动物的影响表现在发育起点温度、休眠越冬及寿命等诸多方面。
发育起点温度指成虫前期(卵、幼虫、蛹等)开始发育的最低温度,如白纹伊蚊为10~12℃。越冬是节肢动物度过短日照严寒季节的生理适应性反应,表现为代谢速率下降、行为反应迟缓及生长发育的相对停滞。根据越冬的机制不同,又有休眠越冬与滞育越冬之别。前者是一种暂时性、非稳定性反应;后者是一种稳定的遗传特性。温度下降是休眠越冬的主要原因。越冬虫期可以是卵、幼虫、蛹或成虫,因节肢动物种类不同而异。在一定范围内,节肢动物寿命随温度上升而缩短。此外,温度对节肢动物生殖力、产卵量、吸血频率及胃血消化等都有影响。
⑵湿度:湿度对节肢动物的影响也是多方面的,但不及温度影响突出。不同的节肢动物所需温度亦不同,如面粉、米粮内生活的节肢动物,所需湿度较低;全沟硬蜱则生活在湿度较大的原始森林。
⑶光照:光照主要影响节肢动物的行为活动,同时也是诱导滞育产生的首要因素。节肢动物对光照的行为反应有趋光性与避光性两种,光照强度影响节肢动物的昼夜活动;据此可分为昼行性与夜行性类群,前者如蝇、虻、伊蚊等,其活动与觅食在白天进行;后者如按蚊、库蚊、白蛉、臭虫等,其活动与吸血在夜间进行。
⑷生物因素:对医学节肢动物而言,生物因素主要涉及食物、植被、寄生虫与微生物等因子。节肢动物的食性可分为血食性和非血食性两类,前者与医学关系密切,又可进一步分为单血食性与多血食性。单血食性节肢动物只刺吸一种宿主的血液,如人虱只刺吸人血,有较强的宿主特异性,仅在人间传播疾病;多血食性者则可刺吸多种宿主的血液,宿主特异性低,如蚊、白蛉、蚤、蜱、螨等,除传播人类疾病外,还可传播人兽共患病。
植被影响节肢动物的孳生与栖息,节肢动物种类不同,对植被要求也不一样,如全沟硬蜱常见于森林地带,地里纤恙螨则主要孳生于杂草丛生的次生植被地带。
自然界存在着节肢动物的捕食者(天敌)、寄生虫和病原微生物,如巨蚊幼虫常捕食其它蚊幼虫。目前,利用天敌、寄生虫和病原微生物进行生物防制,已成为控制有害节肢动物的新途径。
2.种群与群落生态学 种群是高于个体的生态组织层次,指在一定空间(或地域)内同种个体的集合,即种群由许多同种个体组成,如郑州地区中华按蚊种群、上海地区白纹伊蚊种群等等。群落的生态组织层次较种群更高,一般定义为一定空间内各种生物的集合,即群落是由许多具体的生物种群组成。群落是一个相对的概念,有大群落和小群落之别,前者如海洋生物群落、陆地生物群落等,包括了海洋或陆地的所有生物种类;后者如稻田蚊类群落、鼠巢革螨群落等,仅局部于蚊类与革螨。
种群生态学涉及的内容广泛,除了种群的出生率、死亡率、平均寿命、性比(雌雄个体在种群中所占的构成比例)及年龄组配(各年龄组个体在种群中的构成比例)等基本内容外,种群的密度、时间格局、空间格局、种内关系及种群调节等,也是其重要内容。种群密度为单位空间内的个体数量。有用雄蚊不育进行遗传防制中,不育雄蚊的释放除了要考虑自然种群的性比外,尚需要考虑自然种群的密度。种群的时间格局为种群的时间分布形式,在医学节肢动物领域,常通过季节消长(种群密度随季节的变化规律)来反映种群密度的时间变化。种类空间格局为种群的空间分布形式,分为聚集分布、随机分布及均匀分布几种类型。种内关系指特定种群内个体间的关系,常表现为种内协作或竞争。种群调节泛指在各种因素作用下的种群数量变化及其变化机制,是一个较为复杂的生态学问题。
群落的种类组成及数量比例、优势种、多样性等是群落生态学的基本内容。在群落生态研究中,首先需要通过分类鉴定确定组成群落的物种名称及数量,特定群落内的种类数称为丰富度,如某一群落由31种生物组成,则丰富度=31。优势种指数量大、在群落内起支配作用的种类,如在我国大部份平原地区,稻田蚊类群落的优势种是中华按蚊。多样性是群落复杂程度的反映,一般认为,多样性越高,群落的组成与结构越复杂。
种群生态学与群落生态学远比个体生态学复杂,涉及复杂的数学理论和大量的数学模型。近年来,随着系统论、信息论及电子计算机技术等学科的渗透,种群生态学与群落生态学得到了进一步的发展。目前在医学节肢动物领域,种群生态研究已经引起国内外学者的兴趣,但群落生态研究仍然十分薄弱。