SME科技故事|你需要一个脚臭的朋友?,想避免被蚊子咬( 二 )


IR感受器族除了可以充当化学感受器来检测气味和味觉物质 , 还能作为热感受器或湿感受器 。 其中 , 有20种气味可以激活伊蚊触角中的IRs表达 , 每种气味都至少需要一个IR共受体(Ir8a、Ir25a或Ir76b)才能起作用 。
在种种气味之中 , 蚊子尤其嗜酸 。 人体皮肤较其他动物具有更多的乳酸 , 这种人类汗液中的活性成分 , 可能就是蚊子区别其他动物 , 锁定人类目标的特异性线索 。 实际上 , 乳酸和CO2单独存在时 , 二者对伊蚊的吸引力都不够高 , 而两种物质的混合物对伊蚊则颇具吸引力 , 而伊蚊会通过Ir8a通路来引导这种吸引力 。
一项实验显示 , 在存在的情况下 , 人类的气味在短短8分钟内就吸引了平均约75%的野生蚊子和Orco突变蚊子(缺乏Orco受体) , 但是只有约50%的Ir8a突变体(缺乏Ir8a受体)被吸引 。 由此可见 , Ir8a和表达Ir8a的受体神经元在蚊子探测人类体味中具有更重要的作用 。
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此外 , 不论是Gr3单突变体(缺乏Gr3受体)还是Gr3/Ir8a双突变体(缺乏Gr3和Ir8a受体) , 被吸引的蚊子数量相当 , 这表明由Orco和Ir8a介导的气味吸引 , 还需要来激活Gr1/Gr2/Gr3复合物 。 与先前Ir8a单突变体有50%被吸引的结果相比 , 失去CO2激活使得蚊子探测乳酸的Ir8a通路有所减弱 , 这意味着CO2激活能使乳酸等人类体味对蚊子的吸引力增强 。 于是在CO2和乳酸的互相作用下 , 蚊子终于可以选择在何处落脚了 。
细菌决定气味
那么 , 这些吸引蚊子的气味又是从何而来?
事实上 , 人体产生的诸多挥发性化合物均可追溯至人体内大量存在的微生物 。 芽孢杆菌属(Bacillusspp.)、短杆菌属(Brevibacteriumspp.)、棒状杆菌属(Corynebacteriaspp.)和葡萄球菌属(Staphylococcusspp.)等细菌都能产生会招惹蚊子的挥发性物质 。
荷兰瓦格宁根大学的一项研究提出 , 蚊子寻找宿主的过程体现着一种三方营养关系:人类与其微生物群落之间存在共同进化机制 , 实现了和谐共处 , 而蚊子恰好能从这种共生关系中受益 。 Bulbert甚至认为 , 蚊子可能会探测到人体所有的细菌活动 。
目前主流的观点指出 , 皮肤表面的细菌多样性高低也能指示健康的程度 , 细菌更多样可以阻碍有害菌在皮肤表面滋生 。 而这同样也可以解释为什么某些人更容易招蚊子:细菌多样性程度越高 , 可以减少散发吸引蚊子的产物 , 也会让自己在蚊子眼里没那么“迷人” 。
总而言之 , 蚊子通过综合线索来探测宿主目标 。 在远处 , 它们先探测人呼出的二氧化碳;靠近时 , 它们会感觉到人们散发的气味和热量;降落后 , 它们利用腿部和嘴部的味觉感受器来“品尝”皮肤的不同部分 。
被蚊子“盯”上后是否会被“叮” , 也依次取决于人体的热量、CO2释放量和气味 。 《当代生物学》的一项研究曾设计了一次人造供血实验 , 当这三种线索均存在时 , 约有75%的伊蚊会吸血;仅除去人的体味 , 吸血的伊蚊数量下降到25%;仅去除二氧化碳 , 则只有15%的蚊子会选择吸血;若血液处于室温 , 则没有蚊子吸血 。
而对于那些Ir8a发生了突变的蚊子 , 即使三种条件均满足 , 也只有25%会吸血 , 与没有体味的情况相当 , 这说明Ir8a活性可能是蚊子在吸血时检测人类气味的主要作用因素 。
真正的驱蚊术
蚊子叮人不但会让皮肤难受 , 有些蚊子甚至还会在叮咬过程传播致命疾病 , 因此严肃对待蚊子的叮咬十分重要 。 PeerJ上的一项调查曾提出了167种不同的驱蚊方法 , 包括吃大蒜、不饮酒、不吃香蕉、使用局部驱虫剂(甚至包括浸泡在酒精中的烟头)、燃烧动物粪便、喝杜松子酒和补品、喷洒柴油和一种清洁剂 。 通过口服或皮肤贴片的方式摄入维生素B也是一种比较流行的驱蚊方法 , 但美国蚊虫控制协会已经通过研究表明这种方法并没有作用 。