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Cell子刊:距离这么远,蚊子是怎么找到我们的?
【字体: 大 中 小 】 时间:2023年05月23日 来源:AAAS
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我们对近距离蚊子的偏好了解很多,但蚊子是如何在一百米外找到我们的呢?研究人员在赞比亚利用溜冰场大小的户外测试场所发现,人体气味对蚊子长距离寻找宿主的行为至关重要。研究小组还发现了空气中特定的体味成分,这可能解释了为什么有些人比其他人更吸引蚊子。这项研究发表在5月19日的《当代生物学》杂志上。
我们对近距离蚊子的偏好了解很多,但蚊子是如何在一百米外找到我们的呢?研究人员在赞比亚利用溜冰场大小的户外测试场所发现,人体气味对蚊子长距离寻找宿主的行为至关重要。研究小组还发现了空气中特定的体味成分,这可能解释了为什么有些人比其他人更吸引蚊子。这项研究发表在5月19日的《当代生物学》杂志上。
大多数关于蚊子偏好的研究都是在受限的实验室环境中进行的,这可能并不代表蚊子在野外的经历。为了测试非洲疟蚊冈比亚按蚊是如何在更大、更现实的空间尺度上定位和选择人类宿主的,来自约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院疟疾研究所和Macha研究信托基金的研究人员合作建造了一个1000米的实验室3 在赞比亚乔马地区的测试场地。
“这是评估世界上任何蚊子嗅觉偏好的最大系统,”约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院博士后、该研究的第一作者之一神经科学家迭戈·吉拉尔多(@dags263)说。“对蚊子来说,这是一个非常繁忙的感官环境。”
测试场地包含一圈间隔均匀的着陆垫,这些着陆垫被加热到人体皮肤温度(35摄氏度)。每天晚上,研究人员将200只饥饿的蚊子释放到测试场地,并用红外运动摄像机监测它们的活动。具体来说,他们记录了蚊子降落在每个着陆台上的频率(这是它们准备叮咬的好迹象)。
首先,研究小组比较了热量CO的相对重要性2,以及人体气味来吸引蚊子。他们发现,蚊子不会被加热的着陆垫吸引,除非它们也被CO作为诱饵2但人体气味是比一氧化碳更有吸引力的诱饵2一个人。
接下来,研究小组测试了蚊子的挑剔性。为了做到这一点,他们让六个人连续六个晚上睡在竞技场周围的单人帐篷里,他们用改造过的空调管道把每个帐篷里的空气输送到加热的着陆垫上,这些帐篷里有睡觉的人的气味。除了记录蚊子的偏好外,研究人员还从帐篷中收集夜间空气样本,以表征和比较空气中体味的成分。
约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院和约翰霍普金斯大学疟疾研究所助理教授、资深作者和病媒生物学家康纳·麦克梅尼曼(@McMenimanLab)说:“这些蚊子通常在午夜前后的几个小时里捕食人类。”“它们跟随人类发出的气味和对流,通常会在晚上10点到凌晨2点左右进入家庭并咬人。”我们想在蚊子外出活动的高峰期评估它们的嗅觉偏好,也想在同一时间窗口评估人类睡觉时的气味。”
他们发现,一夜又一夜,有些人比其他人更吸引蚊子,而其中一名志愿者的气味组成与其他人截然不同,他一直吸引的蚊子很少。
研究小组确定了所有人类都会排放的40种化学物质,尽管排放速度不同。约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院的博士后、该研究的另一位第一作者、分析化学家斯蒂芬妮·兰金-特纳(Stephanie Rankin-Turner)说:“这可能是他们遵循的一种特定比例的混合。”“我们还不知道皮肤分泌物、微生物代谢物或呼吸排放物的哪个方面真正导致了这种情况,但我们希望我们能够在未来几年弄清楚。”
虽然每个人的气味特征每晚都不一样,但研究人员发现了一些稳定的模式。对蚊子更有吸引力的人持续释放更多的羧酸,这可能是由皮肤微生物产生的。相比之下,对蚊子最不具吸引力的人释放的羧酸较少,但桉树醇的含量大约是许多植物中发现的化合物的三倍;研究人员推测,桉树精油含量的升高可能与人的饮食有关。
研究人员对蚊子在这个巨大的舞台上如何有效地定位和选择潜在的人类食物感到惊讶。Rankin-Turner说:“当你看到一些东西从一个气味就在那里的小实验室空间里移动出来,而蚊子仍然在赞比亚田野的这个大开放空间里找到它们,这真的让你明白了这些蚊子作为寻找宿主的力量是多么强大。”