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蚊子是怎麽找到我們的?

蚊子,動物中人類的第壹殺手。

夏天和秋天,打擾人們享受溫暖的是蚊子。

眾所周知,並不是所有的蚊子都會叮咬人類,只有交配過的雌性蚊子才會從人類和其他動物的血液中“借用”某種蛋白質來繁殖受精卵。

被蚊子叮咬會導致局部炎癥和過敏反應,除了像蚊子叮咬壹樣有點刺痛。蚊子為了持續吸血,會向人體釋放蛋白酶,阻止血液凝固。這些蛋白質作為抗原可以刺激人體免疫系統產生炎癥反應,導致局部充血、發紅、發熱和瘙癢;在少數敏感個體中,它甚至會引發嚴重的全身過敏反應。比如最近在網上流傳的山西省運城市的張先生,被蚊子咬了壹口,整個臉都腫成壹團,就是嚴重全身過敏的例子。

蚊子攜帶的致病菌也會引起局部感染性炎癥。

更有甚者,在壹些疫區,蚊子還會攜帶和傳播壹些傳染病,包括瘧疾、登革熱、黃熱病、西尼羅病毒等。,造成無數死亡,是所有動物的第壹殺手。其中,瘧疾和登革熱是蚊子傳播的對人類危害極大的主要傳染病,尤其是瘧疾危害特別大。

雖然科技和經濟的發展在“抗瘧”運動中取得了巨大的成就,但根據世界衛生組織的統計,自2000年以來,瘧疾死亡率在全球範圍內下降了42%。但截至2012,瘧疾仍在全球97個國家和地區蔓延,全年瘧疾病例約2.07億例。瘧疾仍然是非洲最致命的疾病之壹,全年造成超過60萬人死亡,其中大部分是5歲以下的兒童,平均每60秒就有壹名兒童死亡。

因此,蚊蟲控制仍然是壹個重大的全球公共衛生問題,壹個成功的策略不能建立在深入和全面的了解之上。

為什麽有些人更招蚊子?

長期以來,人們觀察到有些人會被蚊子包圍,而周圍的人對“蚊子”則不太感興趣。美國的壹項研究甚至定量觀察到,約20%的人比其他80%的幸運兒更容易被蚊子叮咬。

原因是多層次多因素的。綜上所述,根據蚊子的感覺器官和途徑可以分為三類:

首先,嗅覺信息素途徑

在人類的語言中,它已經被稱為最重要的交流工具和方法,大多數生物之間的交流更多地依賴於非語言渠道,其中最重要的是釋放和感受壹些具有揮發性和特殊氣味的化學物質,也就是生物信息學。人體可產生約500種揮發性化學物質,蚊子可通過外界風向、人體運動和呼吸氣流感受到,形成羽狀氣流(羽狀物)。目前研究涉及的具體物質有十幾種,支持的研究證據水平也有較大差異。

1.二氧化碳:現已發現,蚊子的下頜器官可以通過感受器感受到人體呼出的二氧化碳羽流,甚至可以在最遠50米的距離探測到。二氧化碳不是特定的,但運動、身材高大等個體因素可以通過代謝率、呼吸頻率、深度等影響呼出二氧化碳的羽流,對蚊子形成不同的吸引力。

2.汗液:人體汗液中含有多種揮發性化學物質,可引起蚊子的註意。有的是體表細菌分解汗液中的化合物產生的,有的是汗腺直接分泌的結果。其中,乳酸、尿酸和辛烯醇已被納入研究。所以遺傳,運動等等都影響蚊子的吸引力。

3.血型:20世紀70年代,基於大量的人群調查發現,不同血型的人可能通過釋放不同的分泌物質,對蚊子產生不同的吸引力。其中O型血對蚊子的吸引力是A型人的兩倍,B型血則介於兩者之間。然而,沒有進壹步的證據支持它。

4.孕婦:有研究發現,孕婦更容易被非洲主要的瘧疾傳播媒介岡比亞按蚊所吸引,這很可能與其代謝率更高、體表溫度更高、信息化學物質更多有關。

5.體型:高大肥胖的人對蚊子更有吸引力,可能是因為他們有更大的表面積和呼出的二氧化碳。

6.飲食:主要來源於壹些軼事和傳說,認為大蒜、維生素B、啤酒的攝入有驅蚊作用。但雙盲實驗表明,大蒜和B族維生素的攝入對蚊子的吸引力沒有影響。至於啤酒,與傳言相反,不僅沒有驅蚊效果,反而增加了對蚊子的吸引力。具體機制尚不清楚。

7.遺傳:大多數相關影響因素的具體機制尚不清楚,但遺傳的影響已被深入研究。壹些基於人口的研究也顯示了壹些線索。最近的壹項雙胞胎研究提供了確鑿的證據來支持這壹觀點。

英國研究人員設計了壹個Y形管嗅覺儀,用於檢測18對同卵雙胞胎和19對異卵雙胞胎皮膚散發的揮發性物質對蚊子的吸引力差異。結果發現,雙胞胎散發的揮發物與對蚊子的不同吸引力表現出高度相關性,而異卵雙胞胎之間的相關性顯著較低。充分說明遺傳因素對個體對蚊子吸引力的影響。

第二,視覺方法

蚊子在相對較近的距離和視覺範圍內,更接近於通過視覺通道攻擊黑色物質。因此,最好穿淺色的長袖衣服,如白色或粉彩,避免黑色和深藍色的短袖衣服。

第三,溫度感知的方式

在更近的距離,蚊子可以通過溫度感應系統進行感應,最終能夠鎖定具有熱和濕度特征的物體(溫血動物)。

蚊子是怎麽找到我們的?

無論是使用各種驅蚊劑,還是穿長袖長褲,人,尤其是那些對蚊子有高度吸引力的個體,最終都會逃脫蚊子的蹂躪。蚊子是怎麽做到這壹點的?

最近發表在《當代生物學雜誌》上的壹項來自華盛頓大學和加州理工學院的研究為我們生動地展示了蚊子是如何用“嗅覺、視覺和觸覺”的三維跟蹤系統來跟蹤我們的。

在實驗中,研究人員設計了壹個特殊的風洞系統,可以將模擬人體散發的CO2、其他氣味和體熱羽流釋放到系統中,並在地板上設置幾個具有蚊子視覺敏感度的黑色斑塊。通過觀察蚊子在不同距離和遇到不同信息刺激時的行為變化,展示了蚊子是如何通過嗅覺、視覺和溫暖來感受和分辨宿主信息,並最終成功鎖定和“登陸”宿主的,如下圖所示:

蚊子首先依靠敏銳的嗅覺追蹤遠距離目標。它們能在10米甚至50米(之前的研究)的距離感受到空氣中人類或動物呼出的二氧化碳羽流,並徑直飛向其源頭。

壹旦在飛行過程中丟失了二氧化碳羽流的信息,蚊子就變成了壹只“無頭蒼蠅”蜿蜒的線,壹旦再次捕捉到這個信號,它就再次直飛向目標。

接近目標達到視覺距離,蚊子開始用眼睛尋找目標(對黑色物體敏感),這樣就能更接近目標,直到能感受到宿主作為生命體的其他信息,包括溫度、濕度、皮膚散發的氣味等。如果妳發現目標不具備這些條件,不是妳追蹤的真實目標,妳就會放棄,通過感覺空氣中的二氧化碳羽流開始尋找下壹個目標。

最後,蚊子追蹤到它要尋找的活體宿主,鎖定目標,降落,將嘴巴刺入宿主的皮膚,開始壹頓美餐。

因為蚊子需要吸壹定量的血才能獲得所需的蛋白質,所以需要長時間持續吸血。如果被發現並趕走,蚊子會警覺地飛走,但既然妳被鎖住了,它會繼續在妳身邊飛來飛去,尋找下壹個攻擊機會。

同時,蚊子為了防止宿主的血液凝結,得不到足夠的血液,蚊子也會向宿主釋放壹種具有抗凝血功能的蛋白酶。這種具有異源抗原性的蛋白酶會在宿主體內引起過敏反應,這也是我們被叮咬後會局部發癢甚至全身過敏反應的原因。

這項研究的意義在於進壹步提高對蚊子習性及其“追蹤技術”的認識,有利於開發更有效的防蚊滅蚊藥物或其他技術。