蚊子為啥這么愛咬你？

（蚊子為啥這么愛咬你？）

嗡星人大概是人類最討厭的昆蟲之一了：它們不僅會(huì)吸血，會(huì)給人留下奇癢難忍的包，更是很多病原體的中間宿主——比如黃熱病，以及近來在廣東肆虐的登革熱。為了弄清是什么讓一種叫埃及伊蚊(Aedes aegypti)的蚊子愛上人血，洛克菲勒大學(xué)的研究（research)團(tuán)隊(duì)深入了肯尼亞沿岸的叢林?，F(xiàn)階段的結(jié)果今天發(fā)表在《自然》雜志上。
在所有的昆蟲里，有約一萬個(gè)物種以動(dòng)物血液為食，其中的一百來種則偏好人類的血液——這樣的偏好更可能（maybe)是近期才在偏好動(dòng)物血的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。
埃及伊蚊尤其如此：它們的祖先生活在亞沙哈拉森林里，只叮其他動(dòng)物。后來，其中一部分埃及伊蚊繼續(xù)在森林里安分守己地騷擾那里的動(dòng)物，另一部分卻逐漸喜歡上了人類的血，從此不僅隨人類到了世界各地，還將登革熱和黃熱病一并帶了出去。
“我們調(diào)查了非洲東海岸(肯尼亞)林區(qū)和人類居住區(qū)的蚊子種群。這里是已知的世界上唯一一個(gè)有兩種類型的埃及伊蚊共存的地方。”文章的第一作者、卡羅琳·麥克布賴德(Carolyn S. McBride)表示，“生活在拉巴依(Rabai)的這些種群在上世紀(jì)六七十年代被詳細(xì)(xiáng xì)地研究過，研究者們記錄了許多它們的有趣行為，以及生理和形態(tài)（pattern)差異。但自那之后，就沒有人再研究它們了，也沒有人檢查過這些差異的遺傳基礎(chǔ)。這項(xiàng)研究剛開始時(shí)，我們都不知道這兩個(gè)類型的蚊子是否依然都存在肯尼亞沿海?！?br>研究小組在拉巴依的居民區(qū)室內(nèi)外和林區(qū)都進(jìn)行了蚊子采集。圖a：樣本采集地點(diǎn)。圖示分別為：屋形：室內(nèi)(Indoor)；樹形：室外(Outdoor)；灰色點(diǎn)：建筑(Building)；綠色區(qū)域(Forest)；藍(lán)色線條：河流(River)；雙線條：道路(Road)。圖b：室內(nèi)樣本采集裝置；圖c：室外樣本采集裝置；圖d：居民區(qū)(Domestic)和林區(qū)(Forest)的埃及伊蚊
帶著這種不確定，研究小組在肯尼亞的居民區(qū)和林區(qū)都采集了埃及伊蚊，并記錄下幼蟲和成蟲樣本所在的地區(qū)。隨后，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)（experiment)室中培養(yǎng)出了29群蚊子進(jìn)行深入觀察和研究。
分析(Analyse)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這29群蚊子則各自展現(xiàn)出不同程度的偏向，提示兩類偏好不同的同種蚊子在35年后依然共同生活在拉巴依——它們雖然仍是一個(gè)物種，但長(zhǎng)相上的差別卻很顯著（striking）：居民區(qū)的蚊子不僅體色更接近棕色，腹部的紋路也不一樣。如何滅蚊包括口腔、咽、食管、胃、腸及肛門。胃是消化道的主要部分，食物的消化與吸收均在胃內(nèi)進(jìn)行。在前胸內(nèi)有1 對(duì)唾腺，每一唾腺分3 葉，每葉有一小唾腺管，最后匯合成總唾腺管，通入舌內(nèi)。
不過相比起行為上的差別，體色和紋路的差異可謂是細(xì)枝末節(jié)。
在隨后的研究（research)中，研究人員用多種方法測(cè)試（TestMeasure)居民區(qū)和林區(qū)的蚊子對(duì)不同食物來源和氣味的偏好情況(Condition)，其中之一便是極度體現(xiàn)科學(xué)獻(xiàn)身精神的叮咬實(shí)驗(yàn)。
在實(shí)驗(yàn)中，33歲的作者貢獻(xiàn)出自己的手臂，和一只被麻醉（anesthesia)的豚鼠共同喂蚊子——通過(tōng guò)統(tǒng)計(jì)吸人血和吸豚鼠血的蚊子個(gè)數(shù)，研究（research)者得到了兩類蚊子的偏好。如何滅蚊腹部：分11 節(jié)，第一節(jié)不易查見；2～8 節(jié)明顯可見，有的蚊種在其背面具有由淡色鱗片組成的淡色橫帶、縱條或斑；最末3 節(jié)變?yōu)橥馍称鳌４莆酶共磕┒擞形岔氁粚?duì)，雄蚊則為鉗狀的抱器，構(gòu)造復(fù)雜，是鑒別蚊種的重要依據(jù)。
總的來說，居民區(qū)的蚊子在研究者手上留下的“吻痕”比在豚鼠上的多。同時(shí)，它們也更喜歡朝有“人味”的地方飛。
研究人員用多種方法測(cè)試（TestMeasure)蚊子對(duì)不同食物來源和氣味的喜好。左圖中，研究人員將手伸入裝有豚鼠和蚊子的容器中，一定時(shí)間后分別統(tǒng)計(jì)叮咬人手和豚鼠的蚊子個(gè)數(shù)。右圖中，容器一端的兩個(gè)不同部位開有小口，分別用二氧(Oxygen)化碳(C)(CO2)將人類或者豚鼠的氣味吹向孔內(nèi)。研究人員會(huì)記錄蚊子在這兩個(gè)部位聚集的程度
為了探究這兩種叮咬偏好背后的遺傳和分子基礎(chǔ)，研究（research)小組讓這兩類蚊子進(jìn)行雜交，并在隨后讓子一代自交，產(chǎn)生子二代，以方便進(jìn)行數(shù)量性狀分析。殺蚊子胸部：分前胸、中胸和后胸，每胸節(jié)有足1 對(duì)，中胸有翅1 對(duì)，后胸有1 對(duì)平衡棒，中胸、后胸各有氣門 1 對(duì)。中胸特別發(fā)達(dá)，其背板幾乎占據(jù)全胸背，由前而后依次為盾片、小盾片及后背片。庫蚊和伊蚊的小盾片呈葉狀，緣毛在凸葉上，按蚊的小盾片后緣呈弧形，緣毛分布均勻。
由于對(duì)蚊子而言，觸角就好像它們的“鼻子”，研究（research)者集中對(duì)雌蚊的觸角進(jìn)行了RNA測(cè)序，對(duì)喜歡叮人和叮豚鼠的雌蚊的基因表達(dá)差異。如何滅蚊包括口腔、咽、食管、胃、腸及肛門。胃是消化道的主要部分，食物的消化與吸收均在胃內(nèi)進(jìn)行。在前胸內(nèi)有1 對(duì)唾腺，每一唾腺分3 葉，每葉有一小唾腺管，最后匯合成總唾腺管，通入舌內(nèi)。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與喜歡叮豚鼠的蚊子相比，喜歡叮人的蚊子觸角中有14個(gè)基因發(fā)生了相同趨勢(shì)的表達(dá)差異。
“其中的兩個(gè)基因編碼氣味受體，AaegOr4(伊蚊氣味受體4，簡(jiǎn)稱OR4)則是其中之一?！丙溈瞬假嚨陆榻B道，“我們選擇關(guān)注AaegOr4而不是另一個(gè)，因?yàn)樗诙Ｈ舜莆玫挠|角中的絕對(duì)表達(dá)水平也很高。但另一個(gè)氣味受體也可能（maybe)參與了(氣味喜好差異的形成)。我們將在下一步實(shí)驗(yàn)中研究（research)它?！?br>麥克布賴德和她手上的實(shí)驗(yàn)對(duì)象：埃及伊蚊Aedes aegypti(左)和Aedes aegypti formosus(右)
OR4是檢測(cè)什么氣味的呢？研究小組將這個(gè)基因轉(zhuǎn)到了模式動(dòng)物果蠅的身上，以便于進(jìn)一步分析。他們收集了人類和動(dòng)物散發(fā)出來的氣味，發(fā)現(xiàn)和動(dòng)物比起來，人類散發(fā)的甲基庚烯酮（tóng）尤其多——而轉(zhuǎn)有OR4的果蠅對(duì)甲基庚烯酮的氣味也格外敏感。
不僅如此，研究（research)者發(fā)現(xiàn)，他們采集的蚊子中一共存在7個(gè)等位基因編碼OR4，而且表達(dá)產(chǎn)物對(duì)甲基庚烯酮的敏感程度不同，而在喜好人類氣味的蚊子中，對(duì)甲基庚烯酮敏感度高的幾種OR4恰好有著比較高的基因頻率(frequency)，而且基因的表達(dá)水平也更高。滅蚊子口器為刺吸式，像一根極細(xì)的注射器針頭。大部分種類雌蚊的口器都適合刺吸血液。蚊體表覆蓋形狀及顏色不同的鱗片，使蚊體呈不同的顏色。這是鑒別蚊類的重要依據(jù)之一。翅脈上也有鱗片，翅后緣有緣鱗。多為夜行性動(dòng)物。
這是否意味著我們找到了誘使蚊子吸人血的關(guān)鍵氣味因子呢？麥克布賴德澄清了這一誤解：“我們不認(rèn)為AaegOr4是唯一一個(gè)造成蚊子這種行為變化的基因，可能還有其它遺傳變化參與其中?！?br>換言之，OR4只是養(yǎng)成蚊子叮人這個(gè)喜好的一小步，而這項(xiàng)研究（research)有助于人們更好地理解分子機(jī)制對(duì)動(dòng)物行為的影響(influence)。
有意思的是，甲基庚烯酮（tóng）的氣味在濃度較高時(shí)還被用于避蚊。麥克布賴德表示，這并不與他們的發(fā)現(xiàn)相矛盾：“有可能是甲基庚烯酮在混合氣味中才會(huì)幫助蚊子確認(rèn)是人類。但這并不意味這甲基庚烯酮越多，聞起來就更有‘人味’?！?br>她說：“蚊子們可能只喜歡一丁點(diǎn)甲基庚烯酮（tóng）味，太濃了就不喜歡了。這就像鹽之于人類一樣。我們喜歡在食物里加鹽——但如果加多了，我們就不喜歡了?！?br>
 

 

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