耶鲁大学的研究人员发现了味觉如何引导蚊子的叮咬行为,这可能有助于阻止蚊子叮咬和阻止疾病传播。
随着蚊子及其传播的疾病(如登革热)在全球范围内扩散,研究人员表示,预防这些疾病的关键策略之一可能是从一开始就阻止蚊子叮咬受害者。虽然科学家已经发现气味和热量帮助蚊子找到人类的机制,但关于蚊子落在人体上后,味觉在其中扮演的角色仍所知甚少。
在一项新的研究中,耶鲁大学的研究人员揭示了蚊子的神经元如何编码不同的味觉,并分析了这些味觉如何影响蚊子的叮咬、进食和产卵行为。他们还发现了一些人类汗液中的化合物,这些化合物能增加蚊子的叮咬行为,同时也找到了抑制蚊子产卵和进食的苦味化合物,并揭示了为何某些人类对蚊子来说更具吸引力的原因。
他们表示,这些发现可能为未来减少或阻止蚊子叮咬的方法提供参考。
这项研究于10月16日发表在《自然》杂志上,重点研究了亚洲虎蚊。这种蚊子曾经仅限于东南亚地区,但如今已在全球六大洲广泛分布。
当研究人员给蚊子提供人类汗液样本时,他们发现蚊子对某些样本表现出强烈的叮咬偏好。
“这种蚊子能够传播许多疾病,包括登革热和基孔肯雅热,”该研究的资深作者、耶鲁大学艺术与科学学院分子、细胞与发育生物学系的尤金·希金斯教授约翰·卡尔森(John Carlson)说道,“而且它在与其他蚊种的竞争中占据优势,因此未来可能会成为一个更大的问题。”
为了更好地理解这种蚊子的味觉能力,研究人员首先选取了46种不同的味觉化合物,包括糖、盐、苦味化合物和氨基酸,并观察蚊子的味觉器官中的神经元对它们的反应。他们发现,一些化合物(如糖分)能激活许多神经元,但令人惊讶的是,一些化合物实际上抑制了神经元的活动。
“我们在果蝇的味觉研究中投入了大量精力,但从未见过像这样在果蝇中广泛的抑制现象,”卡尔森说道。“蚊子拥有这两种不同的反应——兴奋与抑制——使它们的味觉编码能力得到扩展,也意味着它们可能可以区分出更多种类的味道。”
在研究了不同味觉化合物对蚊子叮咬、进食和产卵行为的影响后,研究人员发现,不同的味觉会促进或抑制不同的行为。
卡尔森说道:“蚊子拥有这两种不同的反应—兴奋与抑制—使它们的味觉编码能力得到扩展,也意味着它们可能可以区分出更多种类的味道。”
例如,一些苦味化合物减少了蚊子的进食行为,但对产卵没有影响。而当单独呈现时,通常存在于人类汗液中的盐分和氨基酸对叮咬没有影响,但当它们组合在一起时,却促进了叮咬行为的增加。
“这种细微差别对我们来说是合情合理的,”该研究的第一作者、卡尔森实验室的博士后研究员丽莎·贝克(Lisa Baik)说道,“自然界中有很多地方含有盐分,也有很多地方含有氨基酸,但人类的皮肤同时含有这两者。因此,蚊子或许能够识别这种组合,并将我们的皮肤视为一个适合叮咬的地方。”
此外,当研究人员提供人类汗液样本时,他们发现蚊子对某些样本表现出强烈的叮咬偏好。
“我们认为这可能是为什么有些人比其他人更容易被蚊子叮咬的部分原因,”卡尔森说道。“有些人可能对蚊子来说味道更好。”
这些发现共同解释了蚊子在落地后如何决定是叮咬还是飞走。研究人员表示,这一信息可能有助于发现一些化合物,这些化合物能够让蚊子选择离开而不是叮咬。
“我们的研究可能有助于找到以新方式保护我们免受蚊子叮咬的化合物,”卡尔森说道。“这些化合物可能会非常有用,尤其是在气候变化扩展了蚊子及其传播的疾病范围的情况下。