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你为什么更受蚊子“青睐”,世界上最大的“气味竞技场”试验揭秘原因

市场资讯 2023.05.22 18:10

转自:一度医药

夏日的清晨,微风拂过,阳光洒在大地上,然而,这美好的时刻往往被一个小小的生物打破——蚊子。你是否曾经困惑过为什么有的人总是成为蚊子的最爱?他们似乎总是被叮咬得满身红肿,而其他人却能够轻松躲过蚊子的骚扰。

约翰霍普金斯大学科学家给出了答案!

蚊子似乎更喜欢那些气味中含有羧酸混合物的人。

蚊子是世界上最致命的动物,它们通过传播疟疾、登革热、黄热病等疾病每年导致70万人死亡。在撒哈拉以南的非洲,冈比亚按蚊是一种特别致命的害虫,通过传播疟疾每年造成的死亡人数高达60多万。

2023年5月19日,约翰霍普金斯大学研究小组在《Current Biology》杂志上发表论文:Human scent guides mosquito thermotaxis and host selection under naturalistic conditions,研究发现人的体味、二氧化碳(呼出的气体)和体温都会让蚊子意识到人的存在,蚊子通过触角上的嗅觉神经元来捕捉气味,它们可以闻到60米外的体味,并利用体温来锁定目标。

世界上最大的“气味竞技场”试验

他们进行了世界上最大的蚊子嗅觉测试,以找出为什么致命的蚊子更喜欢一些人,约翰霍普金斯大学的分子生物学家Conor McMeniman解释说,研究结果可以帮助科学家设计新的陷阱和驱虫剂,保护人们免受蚊子传播相关致命疾病的侵害。

夜深人静的时候,200只嗜血的生物穿过冰场大小的网状帐篷竞技场。科学家们从远处研究它们,向空气中注入吸引他们的人类气味,希望通过这个试验揭示是什么气味吸引了这些致命的掠食者。

气味竞技场试验

大多数研究人员都是在相对较小的、受限的实验室环境中研究昆虫的偏好,这限制了他们观察不同气味如何吸引远距离蚊子的能力,也限制了蚊子如何在多种竞争气味之间做出决定的能力。

为了研究它们在更自然的环境下的狩猎策略,McMeniman和同事们让志愿者们睡在户外的八个帐篷里,这些帐篷位于一个封闭竞技场的边界两侧。在里面,饥饿的蚊子嗡嗡作响,寻找血液大餐,科学家们将帐篷里含有体味和二氧化碳的空气通过管道输送到竞技场内的着陆区域,这些区域被加热到35℃,接近人类的平均体温,利用红外传感器,观察饥饿的蚊子选择了哪些着陆平台。

住在帐篷里的人类的气味被输送到蚊子领域

皮肤分泌的羧酸类物质含量越高,越吸引蚊子

“微小的蚊虫和巨大的封闭场所……但是,蚊子仍然可以通过气味找到只有直径10厘米的着陆平台,”约翰霍普金斯大学的神经生物学家,该研究的共同作者Diego Giraldo:“这非常惊讶”。

研究人员分析了参与者皮肤的化学成分,以找出是什么赋予了他们标志性的气味。正如之前的研究发现的那样,更多的蚊子似乎更喜欢那些气味中含有羧酸混合物的人,一项研究显示,高羧酸水平的受试者比低羧酸水平的受试者,其对蚊子的吸引力大了100倍,这非常令人吃惊。羧酸是一种油性分泌物,可以滋润和保护我们的皮肤。McMeniman指出,其中两种羧酸也存在于林堡奶酪中,这是一种众所周知的蚊子诱饵。

该研究发现高吸引力与人体全身气味特征相关,这些气味特征具有挥发性羧酸、丁酸、异丁酸和异戊酸以及皮肤微生物产生的甲基酮乙酰酮的相对丰度增加,相反,那些最不受欢迎的人身上缺乏羧酸。当身体表面含有大量化学物桉树醇的气味时,蚊子就不会围绕着嗡嗡响了,这种气味存在于在鼠尾草和桉树等植物中。

研究小组还比较了体味诱饵和二氧化碳诱饵,没有二氧化碳或全身气味的加热目标对按蚊的吸引力很小或根本没有吸引力,蚊子对体味有明显的偏好。

二氧化碳与羧酸水平对冈比亚按蚊的吸引力

这些结果表明,蚊子叮咬人类时,人类气味对其热亲和性和宿主选择起着至关重要的作用,从而产生了人类叮咬风险的内在异质性。Giraldo指出,猎物散发出的温暖潮湿的空气有利于蚊子的降落,因此,该实验未来迭代增加另一个变量——湿度,探索湿度是否改变吸引蚊子的气味。

Giraldo表示:“他希望了解蚊子最喜欢和最不喜欢的气味用来对抗疟疾。例如,蚊子喜欢的气味可以放在陷阱里引诱蚊子远离人们,而蚊子厌恶的气味可以用作驱蚊剂。”

参考资料:

1.Maria Elena De Obaldia et al. Differential mosquito attraction to humans is associated with skin-derived carboxylic acid levels, Cell, 2022, doi: 10.1016/j.cell.2022.09.034.

2.Diego Giraldo et al.Human scent guides mosquito thermotaxis and host selection under naturalistic conditions. 2023 May19;DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.04.050.

作者Trin

主编:小宝

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