蚊の駆除

蚊は一般的に迷惑な存在と考えられており、一部の種は病気を媒介するため、人間は蚊を根絶または減少させるためにさまざまな努力を行っています。

蚊の駆除は、蚊の個体数を管理することで、人々の健康、経済、そして娯楽への被害を軽減することを目的としています。駆除戦略は、生息地の改変や化学殺虫剤の使用から、生物兵器や機械式トラップの使用まで多岐にわたります。地球温暖化は蚊の生息地と病気のリスクを拡大させており、蚊の繁殖地の削減と個体数の追跡において重要な役割を果たす、地域主導の教育プログラムへの関心が高まっています。

背景

蚊の駆除活動は複数の問題を対象としています。

蚊が媒介する病原体には、アメリカ合衆国ではウエストナイルウイルス、セントルイス脳炎ウイルス、東部ウマ脳脊髄炎ウイルス、エバーグレーズウイルス、ハイランドJウイルス、ラクロス脳炎ウイルス、アメリカ熱帯地方ではデング熱、黄熱病、イリウスウイルス、マラリア、ジカウイルス、フィラリア症、アフリカとアジアではリフトバレー熱、バンクロフト糸状虫、日本脳炎、チクングニア熱、フィラリア症、オーストラリアではマレーバレー脳炎とロスリバー熱などがある。成虫の蚊から幼虫への垂直感染も起こりうる。[ 1 ]

状況に応じて、発生源削減、生物的防除、幼虫駆除（幼虫の駆除）、成虫駆除（成虫の駆除）といった方法を用いて蚊の個体群を管理することができます。これらの方法は、生息地の改変、殺虫剤、生物的防除剤、トラップを用いて行われます。無毒の防除方法の利点は、保護地域でも使用できることです。

総合的病害虫管理（IPM）とは、害虫の個体群を制御するために、環境に最適な方法、または複数の方法を組み合わせることです。IPMを用いた典型的な蚊駆除プログラムでは、まず成虫と幼虫の蚊の種構成、相対的な個体数、季節分布を調べる調査を実施し、その後に駆除戦略を策定します。

蚊の駆除プログラムは通常、複数のアプローチを組み合わせて、蚊のライフサイクルの複数の段階を対象とします。最も重要なものの一つは、バケツ、タイヤ、詰まった排水溝、鳥の水場など、蚊が卵を産む場所に溜まった水を除去する発生源削減です。発生源削減を継続的に行うことで、成虫に成長する幼虫の数を減らし、化学処理の必要性を軽減できます。発生源の水を完全に除去できない場合は、駆除活動は、水中にいる蚊を駆除する幼虫駆除剤と、害虫や病気の伝染が活発な時期に成虫の蚊の個体数を減らす成虫駆除剤に切り替えられることがよくあります。これらの方法は通常、環境および公衆衛生への配慮と効果のバランスが取れた統​​合的な枠組みの中で組み合わせられます。

蚊の個体数のモニタリング

成虫の蚊の個体数は、着地率の計測、機械式トラップ、またはライダー技術によって監視することができる。[ 2 ] [ 3 ]着地率の計測では、検査員が毎日決められた数の場所を訪れ、一定時間内に腕や両足など体の一部に着地する雌の成虫の数を数える。機械式トラップは、成虫の蚊をファンで捕獲袋に吹き込み、捕獲物を分析するために研究室に持ち帰る。機械式トラップは、視覚的な手がかり（光、白黒のコントラスト）や、蚊の宿主が通常放出する化学誘引物質（二酸化炭素、アンモニア、乳酸、オクテノールなど）を使用して、雌の成虫を誘引する。これらの手がかりはしばしば組み合わせて使用​​される。昆虫学ライダー検出は、オスとメスの蚊の違いを示す可能性がある。[ 2 ]

蚊の幼虫個体群のモニタリングには、ひしゃくまたは七面鳥の肉吸い器を用いて、溜まった水か​​ら幼虫を採取する。採取ごとに、生息地、幼虫と蛹のおおよその数、そして種を記録する。代替方法としては、人工的な繁殖場所（オビトラップ）を設置し、一定の間隔で発育中の幼虫を採取・計数する方法がある。[ 4 ]これらの蚊の個体群をモニタリングすることは、どのような種が存在するか、蚊の個体数が増加しているのか減少しているのか、そしてそれらが媒介する病気を検出するために重要である。[ 4 ]

モスキートアラートは、協力的な市民科学プロジェクトで、現在は非営利として運営されており、スペインの4つの公立研究センターによって調整されています。[ 5 ]このプロジェクトの目的は、侵入性の蚊の蔓延を研究、監視、そして戦うことです。[ 6 ]このプロジェクトは、2018年にスペインで初めてヤブカ（Aedes japonicus ）を検出し、ヨーロッパでこれまで最も近いことが知られていた場所から1,300 km離れた場所に生息する蚊の集団に関する最初の報告を提供しました。[ 7 ]

気候変動と蚊の生息地

気候変動により、ネッタイシマカやヒトスジシマカなどの蚊は、以前は生存できなかった温帯地域を含む新たな地理的領域に広がることができました。気温の上昇は蚊の発育を加速し、繁殖周期を短縮し、刺咬頻度を増加させ、これらすべてが病気の伝染の可能性を高めます。降雨パターンの変化と異常気象の頻度の増加はまた、蚊の理想的な繁殖場となる停滞した水源を作り出します。これらの生態学的変化は、ヨーロッパと北米の一部でデング熱、ジカ熱、チクングニア熱などの蚊媒介性疾患の発生または再発の一因となっています。これに対応して、公衆衛生機関は、気候ベースのデータ、リモートセンシング、予測モデルを監視システムに統合し、生息地の適合性を監視し、蚊の個体数急増に対する早期警戒活動を導き始めています。[ 8 ]

温度、湿度、水分、雨などは蚊の行動や活動に影響を与える気象条件の一部です。[ 9 ]気候変数と蚊の生態との関係を理解することは、現在、積極的な媒介生物防除戦略の重要な要素と考えられています。

蚊の駆除機関と活動

蚊の駆除機関は、化学的および生物学的介入を優先する統合蚊管理（IPM / IMMを参照）フレームワークを活用して、媒介リスクを軽減し、地域の人々、ペット、家畜への蚊の被害を制御します。 [ 10 ]運用は、公共政策の要件を満たしながら、蚊の季節を通じて効果的なIMM活動を実施するために、リソース、人員、資金を管理する取り組みです。

蚊の駆除を担当する機関は、多くの場合、蚊駆除地区（MAD）、蚊駆除地区（MCD）、または媒介動物駆除機関／地区（VCA / VCD）と指定されます。独立した限定的な目的を持つ地方自治体機関として運営されているものもあれば、地方自治体の公共事業機関（多くの場合、市または郡の機関）内の公共事業サービスとして運営されているものもあります。[ 11 ]

蚊の駆除のロジスティクスは、対象となる生息地の規模とアクセスしやすさによって異なります。蚊の駆除は労働集約的であり、職員は集水桝や湿地などの遠隔地の水たまりに幼虫駆除ペレットを散布するか、広い森林や都市の生息地に成虫駆除の霧を散布する必要があります。[ 12 ]地形によっては、職員はATVやGO-4などの特殊な地上車両を使用する場合があります。[ 13 ]広大な遠隔地の場合、機関はより効率的に広い領域をカバーできるヘリコプターを活用する場合がありますが、非常に高価であり、運用にはFAAの許可が必要です。[ 14 ]現代の機関は、塩性湿地や密生した湿地などの困難または危険な地形をカバーするために、無人航空機システム（UAS）またはドローンを活用しています。[ 15 ]

在庫と資産管理は、蚊の駆除におけるもう一つの重要な懸念事項です。各機関は、多数の車両、製品配備のための適度な人員、そして蚊の耐性により季節的なライフサイクルを持つ殺虫剤の十分な在庫を維持する必要があります。[ 16 ]機関長は、総合的蚊管理計画を遂行する中で、資産、在庫、人員、責任、研究に責任を負います。

蚊の駆除は公衆衛生政策に依存しており、政策立案者は蚊の媒介生物や迷惑行為のリスクと、駆除費用、そして殺虫剤散布による潜在的な環境リスクを比較検討する必要がある。[ 17 ]通常、蚊駆除機関は公選職によって任命された理事会によって監督される。機関の長や職員は、環境科学または微生物学の学位を取得していることが多い。[ 18 ]

地域コミュニティによる生息地の削減

以下の自治体、地域、国では、蚊の繁殖を防ぐために溜まった水を除去する規制があります。

ニュージャージー州の研究

2010年にニュージャージー州で行われた研究では、地域住民の参加が蚊の発生源削減を通じてどのように蚊の駆除を改善できるかを評価しました。[ 41 ]アメリコープのボランティアは、プランター、雨水タンク、廃棄容器などの蚊の繁殖場所を特定し、説明する訓練を受けました。これらのピアエデュケーターは750軒以上の家庭を訪問し、積極的な現場での教育を提供しました。積極的なアウトリーチ活動を受けた地域では、対照地域と比較して、管理されていない容器の生息地が22.6%減少しました。[ 42 ]タイヤ廃棄やゴミ箱改善の日などの追加イベントは、長期的な関与を促進しました。この研究では、地域主導の取り組みは、特に住民が直接関与した場合に、測定可能な行動変化につながることが明らかになりました。

AIを活用した蚊の監視

最近の研究では、ロボット工学と人工知能を活用した蚊の監視改善が検討されています。シンガポールで開発された「Dragonfly」ロボット[ 43 ]は、 YOLO V4（You Only Look Once version 4）と呼ばれるディープラーニングアルゴリズムを用いて蚊を検知・分類します。このロボットは、粘着トラップからネッタイシマカ、ヒトスジシマカ、イエカ属の蚊を、オフラインテストでは最大88%、リアルタイムのフィールドテストでは最大82%の精度で識別できます[ 44 ] 。このロボットは、検知した蚊を2次元グリッド上にマッピングし、研究者が蚊の個体群のホットスポットを視覚化するのに役立ちます。この自動化されたアプローチにより、手作業による識別の必要性が軽減され、高リスク地域への対応時間が短縮されます。

機械制御

機械的制御は物理的な手段を使用した管理と制御です。

発生源削減

多くの蚊は水たまりで繁殖するため、発生源の削減は家の周りの容器の水を空にするだけで十分です。これは住宅所有者が実行できるものです。使用されていないビニールプール、古タイヤ、バケツを撤去する、詰まった排水溝を清掃し蛇口周りの水漏れを修理する、定期的に（最大4日ごと）水飲み場の水を交換、水たまり、湿地、木の切り株を埋めたり排水したりすることで、家庭内の蚊の繁殖地をなくすことができます。このような蚊の繁殖地をなくすことは、殺虫剤に頼ることなく蚊の個体数を減らす非常に効果的で永続的な方法となり得ます。[ 45 ]しかし、水の供給が不安定で水を容易に補充できない発展途上国の一部では、これは不可能な場合があります。また、蚊の駆除は政府の責任であると考える人も多く、これらの方法が住宅所有者によって定期的に行われなければ、効果は低下します。[ 46 ]

開水面湿地管理（OWMM）は、浅い溝を用いて湿地内に水路網を作り、湿地を池や運河に繋ぐものです。この溝網は蚊の生息地を排水し、蚊の幼虫を餌とする魚を流入させます。これにより、殺虫剤などの他の防除方法の必要性が軽減されます。捕食者が蚊の幼虫にアクセスできるようにするだけで、長期的な蚊の防除が可能になります。[ 47 ]開水面湿地管理は、アメリカ合衆国の東海岸と西海岸の両方で行われています。

ローテーション式貯水池管理（RIM）は、大型ポンプとゲート付き暗渠を用いて貯水池内の水位を制御する方法です。RIMは、湿地を可能な限り自然に近い状態に保ちながら蚊の駆除を可能にします。晩春から夏にかけては、雌の蚊が土壌に卵を産むのを防ぐため、湿地に水を注入します。秋、冬、早春には、湿地の水は排水されます。暗渠のゲートは、魚類、甲殻類、その他の湿地生物が湿地に出入りできるようにするために設置されます。RIMは、蚊の駆除目標を達成すると同時に、湿地内での殺虫剤使用量を削減します。ローテーション式貯水池管理は、フロリダ州東海岸で広く利用されています。[ 48 ]

2019年の研究では、 Ny.darlingiなどの病原体媒介生物が最も繁殖する可能性の高い水域を特定し優先順位を付ける有効な戦略として無人航空機を使用するというアイデアも検討されました。[ 49 ]

オイル滴下

油を垂らす缶や油を垂らす樽は、一般的で毒性のない蚊対策でした。[ 50 ] [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ]水の上の薄い油の層は、2つの方法で蚊の繁殖を防ぎます。[ 56 ]水中の蚊の幼虫は呼吸管で油膜を突き抜けることができず、溺れて死んでしまいます。また、成虫の蚊は油で覆われた水に卵を産みません。

蚊取り器

蚊を引き寄せて捕獲する光トラップ。

蚊の個体数を制御するための伝統的な方法は、蚊が卵を産むための人工的な繁殖場所を提供するオビトラップまたは致死性オビトラップの使用です。オビトラップは卵のみを捕獲しますが、致死性オビトラップは通常、トラップ内に化学物質を封入し、トラップ内の成虫や幼虫を殺します。研究によると、これらの致死性オビトラップを十分に設置することで、ネッタイシマカ（Aedes属）の個体数を制御できることが示されています。[ 57 ]最近の方法は、自動致死性オビトラップです。これは従来のオビトラップと同様に機能しますが、繁殖場所の提供と発育中の幼虫の駆除に必要なすべての手順を自動化します。[ 58 ]

2016年、ローレンシャン大学の研究者らは、「オビランタ」と呼ばれる低コストのトラップの設計を発表しました。これは、廃棄されたゴムタイヤの一部に誘引剤を混ぜた水を入れたものです。この水は定期的にフィルターに通され、産卵した卵や幼虫が除去されます。産卵時に放出される「産卵フェロモン」を含むこの水は、蚊をさらに誘引するために再利用されます。2つの研究によると、このタイプのトラップは従来のオビトラップに比べて約7倍の蚊の卵を誘引できることが示されています。[ 59 ] [ 60 ] [ 61 ] [ 62 ]

新しい蚊取り器や既知の蚊の誘引物質の中には、砂糖のような匂い、乳酸、オクテノール、熱、水蒸気、音などの他の蚊の誘引物質とともに二酸化炭素の煙を放出するものがあります。 [ 63 ]哺乳類の匂いと排出物を模倣することで、このトラップは雌の蚊を引き寄せ、そこで雌の蚊は一般的に扇風機で網かホルダーに吸い込まれて集められます。アメリカ蚊駆除協会によると、このトラップはある程度の蚊を駆除しますが、その効果は、蚊の個体群のサイズや種類、繁殖地の種類や場所など、いくつかの要因によって異なります。これらのトラップは、ある地域で蔓延している蚊の種類を判断するための標本収集研究には役立ちますが、蚊の個体群を減らすのに役立てるには通常、あまりにも効率が悪すぎます。

トラップ幼虫

これは、一般的な家庭用品を利用して人工的な繁殖場に産卵器[ 64 ]や卵捕り器[ 65 ]を設置し、幼虫を乾燥した場所に投げたり、ガンブシア・アフィニスなどの幼虫を食べる魚に食べさせたり、薄いビニールシートを水面全体に広げて空気を遮断して窒息させたりといった、無害な自然の手段で幼虫を駆除することで、環境に優しい持続可能な蚊の駆除を実現するプロセスである。幼虫のいる水を別の容器に移し、灯油や殺虫剤・幼虫駆除剤を数滴注ぐことも蚊の駆除に有効であるが、環境への影響を考えると好ましくない。観賞魚のほとんどは蚊の幼虫を食べる。

化学的な制御

化学的防除とは、化学的な手段を用いて管理・制御することです。

幼虫駆除

幼虫の駆除は、接触毒、成長調整剤、表面フィルム、胃毒（細菌性因子を含む）、および真菌、線虫、カイアシ類、魚などの生物学的因子の使用によって達成できる。[ 66 ]アメリカ合衆国で一般的に使用されている化学物質はメトプレンであり、大型動物に対してわずかに毒性があると考えられており、蚊の幼虫の天然成長ホルモンを模倣して阻害し、発育を妨げる。メトプレンは繁殖地域で時間放出ブリケットの形で頻繁に散布される。別の化学物質はテメホスまたはテメフォスであり、砂粒状の殺虫剤で、病原体を媒介する昆虫で汚染された水の処理に使用される。

一部の研究者は、ハマダラカ（マラリアの重要な媒介動物）の幼虫は湿った泥の上で数日間生存することができると信じており、そのため、治療には水たまりから数メートル離れた泥や土壌も含める必要があると考えている。[ 67 ]

成人殺害

成虫の蚊の駆除は、ほとんどの人にとって最も馴染みのある蚊の駆除方法です。デュエットなどの残留性化学殺虫剤を地上散布または空中散布[ 68 ]によって行います。先進国における現代の蚊の駆除プログラムでは、一般的に少量の殺虫剤を使用していますが、一部のプログラムでは依然として加熱噴霧を使用しています。噴霧以外にも、屋内および屋外用の虫よけ剤がいくつかあります。合成虫よけ剤の例としては、ディートがあります。天然由来の虫よけ剤としては、シトロネラがあります。屋内残留噴霧（IRS）は、成虫駆除の別の方法です。建物の壁に殺虫剤を噴霧すると、蚊は殺虫剤が塗布された表面に着地すると死にます[ 69 ]

化学防除における大きな課題は、殺虫剤耐性の発達です。同じ幼虫駆除剤や成虫駆除剤を繰り返し使用すると、神経系を保護したり解毒能力を高めたりする遺伝子変異を持つ蚊は、生存・繁殖する可能性が高くなります。時間が経つにつれて、これらの特性は蚊の個体群全体に広がり、散布などの化学薬品による防除効果を低下させ、マラリアやデング熱などの疾病の防除を困難にします。耐性を遅らせるため、多くの対策では、異なる種類の殺虫剤をローテーションで使用し、化学的処理と発生源削減や生物的防除などの非化学的対策を組み合わせています。

インドでは成虫の蚊を駆除するために、バンに搭載した噴霧機と手動噴霧機が使用されています。[ 70 ] [ 71 ] [ 72 ]

  • インドでの蚊よけ噴霧作戦
    インドでの蚊よけ噴霧作戦
  • プラレトリンを含む蚊よけ気化器
    プラレトリンを含む蚊よけ気化器
  • 蚊取り線香
    蚊取り線香​
  • ケニアにおける屋内残留噴霧
    ケニアにおける屋内残留噴霧
  • ビクトリア湖畔にあるIRS処理された浴室の壁。蚊は床に落ちて死ぬまで壁に留まっている。
    ビクトリア湖畔にあるIRS処理済みの浴室の壁。蚊は床に落ちて死ぬまで壁に留まります。
  • 1958 年、国家マラリア撲滅計画により、蚊の駆除のために DDT が広範囲に使用されました。
    1958 年、国家マラリア撲滅計画により、蚊の駆除のために DDT が広範囲に使用されました。

DDTの使用

DDTはかつて世界中で広範囲の蚊の駆除に使用されていましたが、現在ではほとんどの先進国で禁止されています。[ 73 ]

DDTは多くの発展途上国で依然として広く使用されており（2009年には14カ国で使用されていると報告されている[ 73 ]）、他の防除方法への切り替えによる公衆衛生上のコストがDDTの使用による害を上回ると主張している。DDTは、壁への散布など、最も効果的な特定の限られた状況でのみ使用が承認されている場合もある。

蚊の駆除におけるDDTの役割は、これまで大きな論争の的となってきました。DDTは生物多様性に影響を与え、ハクトウワシなどの鳥類の卵殻薄化を引き起こすことが証明されているにもかかわらず、蚊、ひいてはマラリアの駆除においてDDTが最も効果的な武器であると主張する人もいます。こうした意見の相違は、生物多様性の価値よりも疾病管理を重視する度合いの違いに基づくものですが、DDTの使用に伴う費用対効果についても専門家の間で真摯な意見の相違があります。

しかしながら、DDT耐性蚊は突然変異により特に熱帯地域で増加し始めており、この薬剤の効果を低下させています。これらの突然変異は、殺虫剤を無差別に使用すると、広大な地域に急速に広がる可能性があります（Chevillon et al. 1999）。DDT耐性蚊が出現した地域では、マラチオン、プロポキスル、またはリンデンが使用されます。

毒物投与量（g/m 2）効果の平均持続期間（月）
DDT1対26～12歳
リンデン0.53
マラチオン23
プロポクスル23

蚊を引き寄せる体臭の化学物質

蚊は人間の宿主を見つけるのが非常に得意ですが、これは主に人間の体臭に含まれる特定の化学物質を感知する能力によるものです。研究により、人間の汗や皮膚には、蚊を特に引き付ける化合物がいくつか含まれていることが特定されています。これらの誘引物質を理解することは、蚊を人から遠ざけるために人間の匂いを模倣した標的忌避剤やトラップなど、より効果的な蚊の駆除方法の開発に不可欠です。[ 74 ]

主な誘引物質

  1. 二酸化炭素（CO2 ）：最もよく知られた誘引物質の一つである二酸化炭素は、人間の呼気から放出され、蚊がかなり遠くから感知します。蚊が潜在的な宿主を見つけるための最初の手がかりとなることがよくあります。
  2. 乳酸：人間の汗に含まれる乳酸は、マラリアやデング熱を媒介する蚊を含む多くの蚊にとって重要な誘引物質です。乳​​酸の濃度は個人差があり、これが蚊が特定の人に特に強く惹かれる理由の一部となっています。
  3. オクテノール：キノコアルコールとしても知られるオクテノールは、人間の呼気や汗に含まれています。特に一部の蚊を誘引するため、二酸化炭素と組み合わせて蚊取り器に使用されます。
  4. アセトンとスルカトン: これらの化合物は人間の息や皮膚に存在し、研究により蚊を引き寄せる役割も果たしていることがわかっています。
  5. アンモニア：皮膚から放出されるアンモニアは、特に発汗量の増加に伴って蚊を誘引する化合物の一つです。さらに、最近の研究では、脂肪酸や特定の揮発性有機化合物（VOC）などの他の化合物も蚊の誘引に関与していることが示唆されており、既知の誘引物質のリストが拡大しています。

これらの誘引物質のうち、CO2と乳酸が最も効果的であると考えられており、CO2は最も遠くから蚊を引き寄せ、乳酸は特定の個体に対する蚊の好みに影響を与えます。

蚊の駆除への影響

蚊を誘引する特定の化学物質を理解することは、革新的な防除戦略の開発を促進します。例えば、二酸化炭素と乳酸の両方を放出する蚊取り器は、蚊を人里から遠ざける効果が高く、刺咬のリスクと病気の蔓延を大幅に低減することが実証されています。さらに、これらの誘引物質を隠蔽または化学的に改変するように設計された個人用忌避剤は、蚊による蚊の検知を困難にします。特に蚊媒介性疾患の発生しやすい地域では、これらの忌避剤を日常のパーソナルケアに取り入れることで、病気予防への積極的なアプローチが可能になります。

蚊を誘引する人体臭の化学的性質に関する研究により、蚊の宿主探索行動と人体の化学的特徴との複雑な相互作用が明らかになりました。これらのメカニズムを解明することで、科学者たちは蚊媒介性疾患の発生率を大幅に低減できる解決策の開発を目指しています。合成生物学とナノテクノロジーの進歩は、環境に害を与えることなく蚊を効果的に駆除する標的化合物や送達システムの開発に向けた新たな道を開きつつあります。

機能強化と今後の方向性

既存の忌避剤やトラップは一時的な解決策ではあるものの、効果の持続期間が限られていることや、蚊の種類によって効果が一定でないことから、しばしば不十分です。例えば、既存の忌避剤の多くは一晩中効果を発揮せず、トラップはすべての種類の蚊を誘引できない可能性があります。今後の研究では、分子生物学とハイスループットスクリーニング法を用いた新たな誘引化合物の発見を優先し、より普遍的で効果的かつ持続的な蚊駆除ソリューションの開発を目指します。

化学誘引剤や忌避剤の広範な使用による生態学的影響への対処も不可欠です。これらの方法が非標的種に害を及ぼしたり、生態系のバランスを崩したりしないよう、慎重な評価が必要です。実際の状況では、これらの知見を活用することで、蚊の個体群管理や疾病伝播の抑制方法を変革できる可能性があります。継続的な技術進歩と蚊の生態に関するより深い理解により、強力かつ環境に優しい蚊の駆除を提供する次世代の忌避剤や誘引剤ベースのトラップの開発が期待できます。

生物学的防除

生物的防除とは、生物学的手段を用いた管理と制御です。

自然の捕食

Gambusia affinis (蚊魚)、天然の蚊の捕食者。
蚊の生物学的防除のためにコウモリを飼育するために特別に作られた衛生的なコウモリのねぐら

生物学的害虫防除（バイオコントロール）とは、蚊などの害虫の天敵を利用して害虫の個体数を管理することです。バイオコントロールには、蚊を標的とした寄生虫、病原体、捕食者を直接導入するなど、いくつかの種類があります。効果的なバイオコントロール剤としては、カダヤシ（Gambusia affinis）や一部のコイ科魚類（コイや小魚）、メダカなど、蚊の幼虫を食べる捕食魚類が挙げられます。ティラピアも蚊の幼虫を食べます。 [ 75 ]ティラピアとカダヤシを世界中の生態系に直接導入すると、悲惨な結果をもたらしました。[ 76 ]しかし、アクアポニックスによる制御されたシステムを利用することで、生態系に悪影響を与えることなく蚊を駆除することができます。

その他の捕食動物には、繁殖水中の蚊の幼虫を食べるトンボの幼虫、成虫の蚊を食べるトンボの成虫、およびトカゲやヤモリのいくつかの種が含まれる。[ 77 ]生物的防除剤としては、捕食性の蚊であるトキソリンクス類や捕食性甲殻類であるメソサイクロプス類のカイアシ類、[ 78 ]線虫や菌類がある。[ 79 ]鳥、コウモリ、トカゲ、カエルなどの捕食動物が使用されたことがあるが、その効果は逸話的なものである。

殺生物剤

化学殺虫剤の代わりに、一部の研究者は殺生物剤を研究しています。すべての動物と同様に、蚊も病気にかかりやすいです。無脊椎動物病理学者は、これらの病気を研究し、その一部が蚊の管理に利用できることを期待しています。蚊の微生物病原体には、ウイルス、細菌、真菌、原生動物、線虫、微胞子虫などがあります。[ 80 ] [ 81 ]

最も注目すべきは、ブルキナファソの科学者たちがメタライジウム属真菌を研究していたことです。この真菌は高濃度になると蚊をゆっくりと殺すことができます。この真菌の致死性を高めるために、クモの遺伝子を真菌に組み込み、神経毒を生成させました。この遺伝子は、蚊の体液中でのみ活性化するように制御されました。この真菌は他の昆虫や人間には影響を与えないことを示す研究が行われました。[ 82 ] [ 83 ] [ 84 ] [ 85 ]成虫の蚊を殺すことができる他の2種の真菌は、メタライジウム・アニソプリエとボーベリア・バッシアナです。[ 86 ]

土壌細菌バチルス・チューリンゲンシス（Bacillus thuringiensis） 、特にBtイスラエルシス（BTI）の死んだ胞子は、双翅目昆虫の幼虫の消化器系に悪影響を及ぼします。BTIは手作業で散布することも、ヘリコプターで広範囲に散布することも可能です。幼虫が蛹になると、摂食能力が失われるため、BTIの効果は失われます。BTIは西アフリカで広く使用されており、副作用は限定的であることが報告されており、化学農薬よりもリスクが低い可能性があります。[ 87 ]

ボルバキア法

ボルバキア法では、[ 88 ]ボルバキア菌を持つオスとメスの蚊を自然群落に放つ。[ 89 ]ボルバキアは蚊の自然免疫反応を高めるため、蚊は容易に感染せず、蚊媒介性疾患の宿主ベクターにならない。[ 90 ]そのため、これらのウイルスを人に簡単に感染させることはできない。これは、自然群落をボルバキア菌を持つ蚊に置き換えることを目的としているため、置き換え戦略として知られている。[ 91 ] 2011年以来、世界蚊プログラムはアジア、ラテンアメリカ、オセアニアの14カ国でいくつかの試験とプロジェクトを実施してきた。インドネシアのジョグジャカルタで行われたクラスターランダム化試験では、ウォルバキアに感染したネッタイシマカを放出すると、対照地域と比較してデング熱の発生率が77％減少した（Utarini et al.、2021）。

不適合昆虫技術（IIT）

このアプローチもボルバキアを使用するが、ボルバキア菌を持つ雄の蚊のみを放つ。これらの雄の蚊が野生の雌の蚊と交尾しても、生体適合性がないため雌の卵は孵化しない。[ 92 ]ボルバキアは昆虫種の50%に固有種であるが、野生の蚊の個体群には固有種ではない。[ 93 ]これは、自然な繁殖サイクルを抑制することを目的としているため、抑制戦略として知られている。[ 94 ]ボルバキア-ネッタイシマカ抑制は、ミャンマー（1967年）、フランス領ポリネシア（2009年、2012年）、米国（2014～2016年、2018年）、タイ（2016年）、オーストラリア（2017年）、シンガポール（2016年以降）、プエルトリコ（2020年）など、さまざまな国で試験的に実施されている。[ 95 ]

プロジェクト

マウイ島とハワイ島クアイ - 絶滅危惧種の鳥類を鳥マラリアから守るため、IIT（インド工科大学）による一連のプロジェクトが計画された。これらのプロジェクトでは、在来の雌が保有する系統とは相容れないボルバキア系統に感染した雄の蚊を大量に放出する。これらの蚊は放射線照射や遺伝子組み換えの対象とならない。[ 96 ]

不妊昆虫技術（SIT）

不妊雄を大量に導入することも、蚊の数を減らすもう一つの方法です。これは不妊昆虫技術（SIT）と呼ばれています。[ 97 ]放射線を用いて蚊のDNAを破壊し、ランダムに突然変異を起こします。繁殖能力を阻害する突然変異を起こした雄が選抜され、野生個体群に大量に放出されます。これらの不妊雄は野生型の雌と交尾しますが、子孫は生まれず、個体群は減少します。[ 98 ]

プロジェクト

中国広州 - 中国広州で実施された蚊駆除プログラムにおいて、SITとIITを組み合わせた手法が用いられた。このパイロット試験は、IAEAの支援を受け、国連食糧農業機関（FAO）と協力しながら実施された。このパイロット試験では、世界で最も侵略的な蚊種であるヒトスジシマカ（アジアヒトスジシマカ）の野外個体群をほぼ駆除することに成功した。2年間（2016～2017年）にわたる試験は、広州の珠江に浮かぶ比較的孤立した2つの島の32.5ヘクタールの地域を対象として実施された。試験では、大量飼育された約2億匹の照射済み雄成虫をボルバキア菌に曝露させた。試験では、この不適合性不妊虫技術の組み合わせにより、処理された河川島々の在来ヒトスジシマカの個体群がほぼ駆除されたと報告されている[ 99 ]。

遺伝子組み換え

これらの技術は、致死遺伝子を導入し、時間の経過とともに蚊の個体数を減らすという共通の特徴を持っています。

成長阻害

ネッタイシマカ（Aedes aegypti）のもう一つの駆除方法として研究されているのは、幼虫期を過ぎると抗生物質テトラサイクリンが必要となるように遺伝子組み換えされた菌株を使用するものである。組み換えられた雄は、この化学物質を与えられながら保育所で正常に成長し、野生に放たれることができる。しかし、その後に生まれた子孫は野生ではテトラサイクリンを欠き、成熟することができない。[ 100 ]デング熱を引き起こす蚊を駆除するために、ケイマン諸島、マレーシア、ブラジルで圃場試験が行われた。2014年4月、ブラジルの国家バイオセキュリティ技術委員会は、組み換えられた蚊の商業的放出を承認した。[ 101 ] [ 102 ]米国では、FDAが遺伝子組み換え蚊の規制を主導している。[ 103 ] 2014年 と2018年には、細胞質不適合性、染色体転座、性の歪み、遺伝子置換などの他の遺伝学的方法に関する研究が報告された。[ 104 ]実地試験段階まではまだ数年かかるものの、これらの他の方法が成功すれば、より安価になり、より効率的にネッタイシマカを駆除できる可能性がある。[ 105 ]

遺伝子ドライブ法の先駆的な実験的実証により、ハマダラカ（Anopheles gambiae）の小さな個体群が根絶された。[ 106 ] [ 107 ]

2020年、オキシテック社の非刺咬性フレンドリーネッタイシマカの放出が米国環境保護庁とフロリダ州当局によって承認されました。[ 108 ]

プロジェクト

マレーシア - 研究者らは、遺伝子改変を施した雄のネッタイシマカ（Aedes属）成虫を複数回放出し、自然集団における分散と繁殖への影響を研究した。これらの研究には蚊取り器が使用された。[ 109 ]この実験により、どの蚊が影響を受けたかを特定し、OX513A変異体による繁殖抑制をもたらす遺伝子改変を施した蚊を再度放出することができた。成虫はトラップ内に引き寄せられ、脱水症状で死亡した。

因子EOF1

蚊に特有である可能性のある卵殻組織に関連するタンパク質、因子EOF1（因子1）を分解することが、耐性個体群を作ったり他の動物に影響を与えたりすることなく、野生での繁殖を効果的に阻害する手段となる可能性があることを示唆する研究が行われている。[ 110 ] [ 111 ]

シンガポールでは、媒介動物および農薬管理法に基づき、居住者には自宅でのネッタイシマカの繁殖を防ぐ法的義務があります。検査官によって繁殖中の蚊が発見された場合、居住者は5,000シンガポールドルの罰金、または3ヶ月以下の懲役、あるいはその両方を科せられます。[ 112 ]

蚊を根絶するための提案

一部の生物学者は、特定の蚊の種を意図的に絶滅させることを提唱している。生物学者オリビア・ジャドソンは、他の重要な遺伝子に挿入できる遺伝子要素を導入し、劣性「ノックアウト遺伝子」を作り出すことで、 30種の蚊の種を「種殺し」することを提唱している。[ 113 ]彼女によると、ハマダラカ（マラリアを媒介する）とヤブカ（デング熱、黄熱病、象皮病、ジカ熱などの病気を媒介する）は、約3,500種の蚊のうちわずか30種に過ぎない。これらの蚊を根絶すれば、年間少なくとも100万人の命が救われるが、その代償として、蚊科の遺伝的多様性が1%減少するという。彼女はさらに、種は「常に」絶滅しているので、少数の種が消えたからといって生態系が破壊されるわけではないと主張している。「ある種が消えるたびに荒れ地が残されるわけではありません。ある種を絶滅させると、他の種の個体数に変化が生じることもありますが、変化したからといって必ずしも状況が悪化するわけではありません。」さらに、マラリア対策や蚊の駆除プログラムは、毎年3億人が急性疾患に感染する発展途上国の人々にとって、現実的な希望を与えるものではありません。現在も実験が続けられていますが、もし失敗した場合は「究極の蚊を叩くことも検討すべきです」と彼女は記しています。[ 113 ]

生物学者のE・O・ウィルソンは、マラリア媒介蚊であるハマダラカ（Anopheles gambiae）を含む数種の蚊の絶滅を主張している。ウィルソンは、「私が話しているのは、人間と共進化し、人間を捕食しているごく少数の蚊のことです。ですから、それらを駆除することは当然受け入れられるでしょう。それは常識だと考えています」と述べた。[ 114 ]

昆虫生態学者のスティーブン・ジュリアーノは、「駆除によるデメリットは、付随的な被害を除けば、見当もつかない」と主張している。昆虫学者のジョー・コンロンは、「もし明日駆除したとしても、彼らが活動する生態系は一時的に停滞し、その後は再び活動を続けるだろう。より良いもの、あるいはより悪いものが取って代わるだろう」と述べている。[ 115 ]

しかし、デビッド・クアメンは、蚊は森林を人間の開発から守り、他の昆虫の競争相手となる可能性があると指摘している。[ 116 ]マラリア対策の観点から言えば、ある地域で蚊の個体数が一時的にゼロになれば、マラリアは根絶され、蚊の個体数が回復する可能性があります。[ 117 ]

参照

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一般的な参考文献

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