SME科技故事|想避免被蚊子咬,你需要一個腳臭的朋友?( 二 )
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(zhì) , 還能作為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IR共受體(Ir8a、Ir25a或Ir76b)才能起作用 。
在種種氣味之中 , 蚊子尤其嗜酸 。 人體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(qū)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 , 而兩種物質(zhì)的混合物對伊蚊則頗具吸引力 , 而伊蚊會通過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分鐘內(nèi)就吸引了平均約75%的野生蚊子和Orco突變蚊子(缺乏Orco受體) , 但是只有約50%的Ir8a突變體(缺乏Ir8a受體)被吸引 。 由此可見 , Ir8a和表達Ir8a的受體神經(jīng)元在蚊子探測人類體味中具有更重要的作用 。
本文插圖
此外 , 不論是Gr3單突變體(缺乏Gr3受體)還是Gr3/Ir8a雙突變體(缺乏Gr3和Ir8a受體) , 被吸引的蚊子數(shù)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復合物 。 與先前Ir8a單突變體有50%被吸引的結(jié)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味對蚊子的吸引力增強 。 于是在CO2和乳酸的互相作用下 , 蚊子終于可以選擇在何處落腳了 。
細菌決定氣味
那么 , 這些吸引蚊子的氣味又是從何而來?
事實上 , 人體產(chǎn)生的諸多揮發(fā)性化合物均可追溯至人體內(nèi)大量存在的微生物 。 芽孢桿菌屬(Bacillusspp.)、短桿菌屬(Brevibacteriumspp.)、棒狀桿菌屬(Corynebacteriaspp.)和葡萄球菌屬(Staphylococcusspp.)等細菌都能產(chǎn)生會招惹蚊子的揮發(fā)性物質(zhì) 。
荷蘭瓦格寧根大學的一項研究提出 , 蚊子尋找宿主的過程體現(xiàn)著一種三方營養(yǎng)關(guān)系:人類與其微生物群落之間存在共同進化機制 , 實現(xiàn)了和諧共處 , 而蚊子恰好能從這種共生關(guān)系中受益 。 Bulbert甚至認為 , 蚊子可能會探測到人體所有的細菌活動 。
【SME科技故事|想避免被蚊子咬,你需要一個腳臭的朋友?】目前主流的觀點指出 , 皮膚表面的細菌多樣性高低也能指示健康的程度 , 細菌更多樣可以阻礙有害菌在皮膚表面滋生 。 而這同樣也可以解釋為什么某些人更容易招蚊子:細菌多樣性程度越高 , 可以減少散發(fā)吸引蚊子的產(chǎn)物 , 也會讓自己在蚊子眼里沒那么“迷人” 。
總而言之 , 蚊子通過綜合線索來探測宿主目標 。 在遠處 , 它們先探測人呼出的二氧化碳;靠近時 , 它們會感覺到人們散發(fā)的氣味和熱量;降落后 , 它們利用腿部和嘴部的味覺感受器來“品嘗”皮膚的不同部分 。
被蚊子“盯”上后是否會被“叮” , 也依次取決于人體的熱量、CO2釋放量和氣味 。 《當代生物學》的一項研究曾設計了一次人造供血實驗 , 當這三種線索均存在時 , 約有75%的伊蚊會吸血;僅除去人的體味 , 吸血的伊蚊數(shù)量下降到25%;僅去除二氧化碳 , 則只有15%的蚊子會選擇吸血;若血液處于室溫 , 則沒有蚊子吸血 。
而對于那些Ir8a發(fā)生了突變的蚊子 , 即使三種條件均滿足 , 也只有25%會吸血 , 與沒有體味的情況相當 , 這說明Ir8a活性可能是蚊子在吸血時檢測人類氣味的主要作用因素 。
真正的驅(qū)蚊術(shù)
蚊子叮人不但會讓皮膚難受 , 有些蚊子甚至還會在叮咬過程傳播致命疾病 , 因此嚴肅對待蚊子的叮咬十分重要 。 PeerJ上的一項調(diào)查曾提出了167種不同的驅(qū)蚊方法 , 包括吃大蒜、不飲酒、不吃香蕉、使用局部驅(qū)蟲劑(甚至包括浸泡在酒精中的煙頭)、燃燒動物糞便、喝杜松子酒和補品、噴灑柴油和一種清潔劑 。 通過口服或皮膚貼片的方式攝入維生素B也是一種比較流行的驅(qū)蚊方法 , 但美國蚊蟲控制協(xié)會已經(jīng)通過研究表明這種方法并沒有作用 。
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