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蚊子是怎么追踪到人的
浏览: 发布日期:2017-04-28

蚊子是如何追踪到我们的?

蚊子,动物中人类第一杀手

  夏秋季节,最是扰动人们尽享温暖的非蚊子莫属。

  研究已知,并非所有蚊子都会叮咬人类,仅有交配后的雌蚊为了孕育受精卵而“必须”从人类和其他动物血液“借用”某种特定蛋白质。

  被蚊子叮咬,除了“象蚊子咬一口”样的少许刺痛,还可以导致局部炎症和过敏反应。为了持续吸取血液,蚊子可以向人体内释放防止血液凝固的蛋白酶。这些蛋白质作为抗原可以刺激人类免疫系统产生炎症反应,导致局部充血、红肿、发热、瘙痒;在少数敏感个体甚至可以触发严重的全身过敏反应。如最近在网络热传的山西省运城市的张先生,被蚊子咬一口后整个脸肿成了球状,就是严重全身过敏的例子。

  蚊子携带的致病细菌也可以引起局部感染性炎症。

  更严重的是,在某些传染病疫区,蚊子还携带和传播一些传染性疾病,包括疟疾、登革热、黄热病、西尼罗河病毒等,造成无数人的死亡,是所有动物中人类的第一杀手。其中疟疾和革登热是蚊子传播的对人类造成重大危害的主要传染病,尤其是疟疾,危害尤烈。

  虽然科学技术和经济的发展使得人类“抗疟”运动取得了巨大成就,据世界卫生组织统计,自2000年以来,疟疾死亡率在全球下降了42%。但是,截至2012年,疟疾仍在全世界97个国家和地区传播,全年约发生2.07亿例疟疾。在非洲疟疾仍然是最致命的疾病之一,全年造成超过60万例死亡,其中大多数是5岁以下儿童,平均每60秒有一个孩子被杀死。

  因此,防治蚊虫仍是全球性重大公共卫生问题,成功的方略离不开深入和全面的认识作为基础。

有的人为何更吸引蚊子?

蚊子是如何追踪到我们的?

  长期以来,人们观察到,有的人会被蚊群层层包围,身边的另外一些人却少“蚊”问津。美国的一项研究中甚至量化地观察到,约20%的人相对于其他80%幸运儿而言更吸引蚊子叮咬。

  其中的原因是多层次多因素的,概括起来,依蚊子感受器官和途径可以分为三大类:

一、嗅觉生物信息素途径

  在人类语言已经称为最主要的交流工具和方法,而多数生物之间的交流更多依赖于非语言途径,其中最主要的是依赖释放和感受一些具有挥发性和特殊气味的化学物质,也称为生物信息素。人体可以产生约500种挥发性化学物质,这些物质可以通过外界风向、人体移动和呼吸气流形成羽毛样小的气流(羽流)被蚊子感受到。目前已经被研究所涉及到的具体物质多达十几种,支持的研究证据等级也存在较大差别。

1.二氧化碳:研究发现,蚊子的下颚器通过受体可以感受到人体呼出的二氧化碳形成的羽流,甚至可以在高达50米的距离之外就可以检测的到。二氧化碳不具有特异性,但是运动、高大的体形等个体因素可以通过代谢率、呼吸频率和深度影响呼出二氧化碳的羽流,形成对于蚊子不同的吸引力。

2.汗液:人体汗液中含有多种挥发性化学物质,可以吸引蚊子的注意力,有的是体表细菌分解汗液中的化合物产生,有的是汗腺直接分泌的结果。其中乳酸、尿酸和辛烯醇等物质已经被纳入研究。因此,遗传、运动等都影响蚊子的吸引力。

3.血型:上世纪70年代,基于大量人口调查研究,发现不同血型的人可能通过释放不同一些分泌物质对蚊子产生不同吸引。其中,O型血对蚊子的吸引力2倍于A型人群,而B型血介于两者之间。但是,缺乏更进一步证据支持。

4.孕妇:有研究发现,孕妇对于作为非洲主要疟疾媒介的冈比亚按蚊的吸引里更强,大概与孕妇具有更高的代谢率、更高的体表温度和排放更多信息性化学物质相关。

5.体形:高大和肥胖者更吸引蚊子的光顾,原因可能是他们具有更大的表面面积和二氧化碳呼出量。

6.饮食:主要是源自一些轶闻传说,认为摄入大蒜、维生素B和啤酒具有驱蚊效应。但是,双盲试验表明,摄入大蒜和B族维生素对于蚊子的吸引力没有影响。至于,啤酒,与传言相反,不仅不具有驱蚊作用,还增加对蚊子的吸引,具体机制尚不明确。

7.遗传:多数相关影响因素的具体机制尚不明确,但是,遗传的影响得到比较深入的研究。一些基于人群的调查性研究也看出些许端倪。最近的一项双胞胎研究提供了坚实的证据支持。

  英国的研究人员设计出一种 Y型管嗅觉仪,用来检测了18对同卵双胞胎和19对异卵双胞胎姐妹皮肤散发出的挥发性物质对于蚊子吸引力的差异,发现双胞胎个体散发的挥发物显示对于蚊子不同吸引性的高度相关联性,而异卵双胞胎间相关性显著较低。充分说明遗传因素在个体对于蚊子吸引力的影响。

蚊子是如何追踪到我们的?

二、视觉途径

  在相对近距离,视力可及范围内,蚊子通过视觉途径更趋近于攻击黑色物质。因此,防蚊最好是穿着浅色,如白色或粉彩长袖衣服,避免黑色和深蓝色短袖衣服。

三、温度感受途径

  在更近的距离,蚊子可以通过温度感受系统感知并最终能够锁定具有发热和湿润(温血动物特征)特征的物体。

  蚊子是如何追踪到我们的?

  无论是使用各种驱蚊剂,还是穿着长袖长裤衣服的严防死守,人们尤其是那些对于蚊子具有高度吸引力的个体,最终总是难逃蚊子的肆虐。蚊子是如何做到这些的呢?

  近日发表在当代生物学杂志的、来自华盛顿大学和加州技术研究所一项研究给我们形象的演示了蚊子是如何利用“闻、望、触”三维跟踪系统追踪到我们的。

  实验中,研究人员设计一个特殊的风洞系统,可以向系统内释放模拟人体散发出来的CO2、其他气味和体热羽流,并在地板上设置几块蚊子视觉敏感的黑色斑块,通过观察蚊子在不同距离、遇到不同的信息刺激所表现出来的行为变化,显示了蚊子是如何通过嗅觉、视觉和温热遥感感受、区分宿主信息,并最终成功锁定和“登陆”宿主的,如下图所示:

蚊子是如何追踪到我们的?

  蚊子追踪远距离目标首先依赖的是灵敏的嗅觉。它们在10米甚至50米以外(先前的研究)就能够感受到人或者动物呼出的二氧化碳在空气中形成的羽(毛状气)流,并直线飞扑向其来源。

  在飞翔过程中一旦失去二氧化碳羽流信息,蚊子则转为“无头苍蝇式的”折线逡巡,一旦再次捕捉到这种信号则重新直线飞向目标。

  接近目标达到视力可及的距离,蚊子开始起用眼睛来寻找目标(对于黑色物体敏感),从而可以更加近距离的接近目标,直到可以感受到宿主作为生命体的其他信息,包括温度、湿润度和皮肤散发的气味。如果发现目标不具备这些条件,并非自己追踪的真正目标,就会放弃并开始通过感受空气中的二氧化碳羽流来寻找下一个目标。

  最终,蚊子追踪到所要寻找的生命体宿主,锁定目标后降落并将自己的口吻刺入宿主皮肤,开始美餐。

  由于蚊子需要吸食一定量血液才能获取所需要的蛋白质,因此需要持续吸血足够长的时间。期间如果被发现和驱赶,蚊子会警觉地飞离,但由于你已经被锁定,它会持续围绕你飞翔寻找下一次攻击机会。

  同时,蚊子为了防止吸血过程中宿主血液凝固而不能吸取到足够血液,蚊子还会向宿主释放一种具有抗凝血功能的蛋白酶。这种具有异体抗原性的蛋白酶能引发宿主过敏反应,这就是我们被叮咬后会局部会瘙痒,甚至发生全身过敏反应的原因。

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