自然科普:想避免被蚊子咬,你需要有一個腳臭的朋友?
來源:環球科學
發布時間:2021-04-15
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  根據近些年來的研究綜合數據,蚊子尋找目標時的確有選擇性,一般有三種要素決(jue) 定了蚊子的目標:體(ti) 溫、二氧化碳和體(ti) 味,而代謝率和皮膚表麵的細菌似乎在其中起著重要作用。為(wei) 了讓蚊子去咬朋友而不咬自己,你或許可以從(cong) 文中這些方麵下手……

  當你和周圍一群人處在一起,蚊子卻唯獨喜歡圍著你叮,你是不是也有很多疑惑:為(wei) 什麽(me) 蚊子隻叮我?除了你想弄清楚這個(ge) 問題,科學家也對此很感興(xing) 趣。至今已經有數十年的各類研究試圖弄清楚蚊子喜好的機製,根據澳大利亞(ya) 麥格理大昆蟲學家Matthew Bulbert的觀點,蚊子尋找宿主的關(guan) 鍵影響因素是二氧化碳(CO2)、體(ti) 溫和體(ti) 味。也許並不出人意料,我們(men) 的老朋友微觀細菌似乎也在其中起著重要作用。而這些因素也在共同決(jue) 定蚊子的宿主選擇,可以說缺一不可。

  體(ti) 溫和二氧化碳

  首先來說,當蚊子靠近目標時,它們(men) 所具有的熱探測器就能為(wei) 它們(men) 提供非常多的線索。比如,在埃及伊蚊觸角尖端的圓錐形感覺神經中,有一對熱敏感神經元,其中一個(ge) 感應升溫,另一個(ge) 感應降溫,這兩(liang) 個(ge) 感受器的整合信號能使蚊子對溫度變化和宿主的體(ti) 溫線索做出響應。

  由於(yu) 背景環境溫度的影響,蚊子還需要一套感應熱對比度的機製。目前一些研究結果已經發現,TRPA1受體(ti) 使蚊子能夠避免選擇溫度高於(yu) 宿主體(ti) 溫的物體(ti) 。至於(yu) 是什麽(me) 感受器使蚊子能檢測到有吸引力的熱信號,則仍有待進一步研究。

  簡單來說,自然而溫暖的人體(ti) 溫度會(hui) 讓蚊子感到“恰到好處”,太冷或太熱的肌膚都不是它們(men) 理想的著陸點。因此,處於(yu) 溫暖環境下,體(ti) 溫正常的人都有可能成為(wei) 目標。

  在熱感受器發揮作用時,蚊子的嗅覺受體(ti) 也在協同工作。許多不同種類的蚊子都擁有細膩的嗅覺,能夠嗅出並追蹤到50米開外的CO2,而雌性埃及伊蚊正是利用這一線索來尋找溫血動物的。人類每次呼吸會(hui) 呼出十倍於(yu) 背景水平濃度的CO2,這給蚊子的搜尋工作帶來很大的便利。伊蚊能使用一種由化學感應受體(ti) 蛋白Gr1、Gr2和Gr3組成的味覺受體(ti) 複合物來檢測並響應CO2。

  因此,釋放出更多CO2的人更有可能被附近的蚊子盯上。靜息狀態代謝較高的人,以及在運動中呼吸困過盛的人,會(hui) 呼出更多的CO2。單憑這個(ge) 標準,就能首先篩選出一部分更容易被蚊子盯上的對象,比如男性、身材豐(feng) 滿的人和孕婦。盡管如此,大多數動物都會(hui) 釋放濃度高的CO2,單靠CO2還不足以讓蚊子區分人類與(yu) 其他動物。

  關(guan) 鍵的體(ti) 味

  除了上麵兩(liang) 點比較寬泛的選項,蚊子選人的重要因素當屬人體(ti) 的氣味了,因為(wei) 蚊子明顯會(hui) 更喜歡朝著特定的氣味飛行,比如,按蚊喜歡林堡芝士的臭味,它們(men) 正是那群愛好叮咬足部和腳踝的蚊子。這種芝士的臭味非常有特點,它獨特的味道是由亞(ya) 麻短杆菌產(chan) 生的,而這種細菌也是造成腳臭的元凶之一。這似乎能解釋為(wei) 什麽(me) 這些蚊子喜歡往腳上叮了。

  為(wei) 了感知不同的氣味,昆蟲已進化了傳(chuan) 統型嗅覺受體(ti) (ORs),離子型受體(ti) (IRs)等化學感受器來適應環境。一方麵,蚊子的ORs與(yu) 嗅覺共同受體(ti) Orco共同作用來響應人體(ti) 皮膚上的一些氣味物質,比如乙酸鹽、乙醇和酮。另一方麵,IRs主要對酸和胺反應,能使蚊子更積極地尋找、叮咬宿主。

  IR感受器族除了可以充當化學感受器來檢測氣味和味覺物質,還能作為(wei) 熱感受器或濕感受器。其中,有20種氣味可以激活伊蚊觸角中的IRs表達,每種氣味都至少需要一個(ge) IR共受體(ti) (Ir8a、Ir25a或Ir76b)才能起作用。

  在種種氣味之中,蚊子尤其嗜酸。人體(ti) 皮膚較其他動物具有更多的乳酸,這種人類汗液中的活性成分,可能就是蚊子區別其他動物,鎖定人類目標的特異性線索。實際上,乳酸和CO2單獨存在時,二者對伊蚊的吸引力都不夠高,而兩(liang) 種物質的混合物對伊蚊則頗具吸引力,而伊蚊會(hui) 通過Ir8a通路來引導這種吸引力。

  一項實驗顯示,在存在的情況下,人類的氣味在短短8分鍾內(nei) 就吸引了平均約75%的野生蚊子和Orco突變蚊子(缺乏Orco受體(ti) ),但是隻有約50%的Ir8a突變體(ti) (缺乏Ir8a受體(ti) )被吸引。由此可見,Ir8a和表達Ir8a的受體(ti) 神經元在蚊子探測人類體(ti) 味中具有更重要的作用。

  此外,不論是Gr3單突變體(ti) (缺乏Gr3受體(ti) )還是Gr3/Ir8a雙突變體(ti) (缺乏Gr3和Ir8a受體(ti) ),被吸引的蚊子數量相當,這表明由Orco和Ir8a介導的氣味吸引,還需要來激活Gr1 / Gr2 / Gr3複合物。與(yu) 先前Ir8a單突變體(ti) 有50%被吸引的結果相比,失去CO2激活使得蚊子探測乳酸的Ir8a通路有所減弱,這意味著CO2激活能使乳酸等人類體(ti) 味對蚊子的吸引力增強。於(yu) 是在CO2和乳酸的互相作用下,蚊子終於(yu) 可以選擇在何處落腳了。

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