宗禾
导读
初夏时节正是蚊子猖獗之时。最近,英国伦敦大学卫生和热带医学院的科学家首次发现,我们对蚊虫的吸引力隐含遗传因素,这种现象很可能源于基因对人类体味的控制。
新发现:
基因使一些人更招蚊子
一项针对双胞胎的研究项目认为,被蚊虫叮咬的可能性可以归结于我们的基因。
虽然这只是一项探索性研究,但它提供了令人兴奋的信息,可以帮助我们更好地理解人类与蚊子的密切关系是如何演化的。这一发现有望最终帮助科学家通过更好的方法控制蚊虫以及通过蚊虫传播的疾病。
美国《科学公告图书馆综合卷》杂志发表了此次研究成果。此前已有科学家发现,人类对昆虫的吸引力取决于体味的差异。不大招蚊子的人会散发出天然的驱蚊剂,这种特性似乎受基因控制。
一系列针对同卵和异卵双胞胎的实验显示,与异卵双胞胎相比,同卵双胞胎对蚊虫表现出更加相近的吸引力。如果将吸引蚊虫的程度视为人类的一种特性,那么基因对这一特性的影响程度(也就是这一特性的遗传性高低)和对身高、智商这两种特性的影响程度差不了多少。
在实验中,研究人员把可以传播登革热的埃及斑蚊放置在一只Y型试管中。蚊子会面对两条岔路,它可以追随受试者手部的气味飞向任何一条岔路,研究人员就能看出双胞胎中的哪一位更容易招蚊子。
雌蚊需要吸食血液才能产卵,它们在选择叮咬对象时会表现出对特定人群气味的偏好。比如,孕妇比其他女性更容易招惹冈比亚按蚊(在非洲传播疟疾的主要媒介)。此外,体重比较重的人也会受到蚊虫的偏爱。人们常常用饮食来解释这一现象,还有人声称吃大蒜、喝啤酒可以赶走蚊子。不过研究人员发现,蚊子叮咬偏好与饮食因素并不存在清晰稳定的关联性。
只有雌蚊才会叮咬哺乳动物,因为它们每隔三四天得吸一次血,以取得制造卵子所需的蛋白质,而雄蚊则主要摄食花蜜。雌蚊利用动物的体热和生理电波变化来搜寻目标,这可能就是为什么人的脚踝和足部较常被蚊子叮的原因,因为这些部位的血管比较接近体表,所以释放出的体热较多。以蚊子的种类而言,美国有超过200种的蚊子,而全世界则有2500种以上。事实上,除了南极以外,到处都看得到蚊子,它们还会传染疾病,例如疟疾、黄热病、脑炎,还有西尼罗河病毒等,每年被蚊子传染疾病的人口超过7亿。被蚊子叮后,切忌乱抓乱挠,否则容易造成细菌感染。
专家建议,可采取以下方法止痒: 1.一般人被蚊子叮咬后,都会出现红肿、痒、痛等症状,这时可用碱性物质进行缓解,比如,可用氨水止痒,也可将香皂蘸水在红肿处涂抹,这样能在数分钟内止痒。2.如果叮咬处很痒,可先用手指弹一弹,再涂上花露水、风油精等。3.用盐水涂抹或冲泡痒处,这样能使肿块软化,还可以有效止痒。4.可用芦荟叶中的汁液止痒。被蚊子叮咬后红肿奇痒时,可切一小片芦荟叶,洗干净后掰开,在红肿处涂擦几下,就能消肿止痒。
蚊子
是如何感知人类气味的
在数以千万计的昆虫中,大约仅有100种昆虫会吸食人血。近日,科学家表示已找出让蚊子变成“吸血鬼”的原因:一个基因让蚊子对人类气味极为敏感。
一个基因与一种复杂行为之间存在紧密联系,这种情况在研究中并不常见,该研究结果可能会找到打击这种人类潜在死对头的方法。“了解蚊子如何感知人的气味,可以更好地研究杀虫剂和诱饵。”该研究负责人、美国普林斯顿大学进化神经学家Carolyn McBride说。
由于对昆虫如何进化出对人类的特有感知觉得好奇,McBride对埃及伊蚊进行了研究。这种蚊子在全世界都有分布,而且会传播登革热、黄热病以及基孔肯雅病毒。这种蚊子还与其近亲“林相”埃及伊蚊一起生活在肯尼亚海边,其近亲会在水边的树洞或岩石上产卵,却不会攻击人类。而在室内或人类聚居区活动的“家相”埃及伊蚊则会在贮水容器中产卵,两种蚊子可以相互交配,但大多数情况下,它们会避免这么做。McBride还确定了两种近亲蚊子之间的另一个区别,她和同事把它们带入实验室后发现,“林相”埃及伊蚊喜欢吸食豚鼠的血液,而“家相”埃及伊蚊则喜欢吸食人血。
研究团队对比了两种蚊子触角中的所有基因,尽管这些基因有很多不同之处,但有一种基因在“家相”埃及伊蚊中更加活跃,即Or4,该基因主宰嗅觉接受器的遗传密码。研究人员把Or4基因植入没有Or4受体的果蝇神经细胞后,对其神经细胞可以分辨的气味进行了检测。研究人员在《自然》的文章中表示,果蝇对一种叫作“sulcatone”的嗅觉分子作出了最强烈的应答。
科学家进一步对Or4基因进行检测后发现,两种埃及伊蚊的Or4基因序列存在区别,它同时存在7种不同的基因版本,其中的3种在叮人的蚊子中占支配地位,这些蚊子与其近亲的Or4存在极大区别,其基因比“林相”蚊子具有更多嗅觉感知蛋白。
蚊子会传播哪些疟疾
传播登革热和黄热病的雌蚊子并不是从古至今都依赖人类的血液来养育它们的卵。它们的祖先以森林中的皮毛动物为食。然而,在几千年前,其中的一些吸血蚊子生成了一种智能开关:它们开始叮咬人类,并搭乘着“便车”到达世界各地,在所经之处传播疾病。
美国洛克菲勒大学神经遗传学和行为实验室主任及教授、霍华德休斯医学研究所研究员Leslie B. Vosshall说:“这是一种很好的进化改变。我们为蚊子提供了理想的生活方式。我们的周围总是有水供蚊子繁殖,我们没有毛且在大的群体中生活。”
为了了解这种吸引的进化基础,Vosshall和同事们检测了驱动一些蚊子喜欢咬人的基因。她们的研究结果发表在《自然》(Nature)杂志上,表明了酷爱叮人的蚊子是被我们的气味所吸引。它们爱上了人类的体味,这是专注于我们的关键一步。
在20世纪60~70年代,去到肯尼亚Rabai的科学家观察发现,有两种不同的蚊群生活在只隔数百米远的地方。被称作Aedes aegypti formosus的黑色蚊子往往在户外产卵,喜欢叮咬森林动物。它们的浅棕色表亲Aedes aegypti aegypti往往在室内水壶中繁殖,大多数叮咬人类。“我们认为,通过查看肯尼的这一个小村庄,可以瞥见数千年前发生的事情。”Vosshall说。
2009年,当时Vosshall实验室的博士后Carolyn McBride和她的合作者前往Rabai,去了解了这两个蚊群是否仍然存在。该研究小组利用火鸡淋油管采集了来自森林树洞中的蚊子幼虫,并筛分了来自人们家中粘土和金属罐中的蚊子幼虫。他们回到纽约的实验室中培育了这些昆虫,发现早些年研究人员的观察结果似乎是真实的:室内收集的蚊子往往是浅棕色的,当让其选择咬人或是豚鼠时,它们大多数选择人类。而那些在森林中收集的蚊子往往是黑色的,喜欢咬实验豚鼠。
为了将焦点放到导致蚊子酷爱咬人的基因上,研究人员让这些蚊子杂交,生成了数以千计遗传上多样的孙辈。随后他们基于蚊子的气味偏好分选了这些蚊子,并将两组进行了对比。
Vosshall说:“我们知道这些蚊子已进化为爱上我们的味道。”因此,她和同事们特异地寻找了在酷爱咬人的蚊子触角中较高水平表达的基因。蚊子的触角中包含称作气味受体的蛋白,这些蛋白能够识别不同的气味。
Vosshall和同事们发现,有14种基因与喜欢人类密切相关,而以气味受体基因Or4特别突出。“其在酷爱咬人的蚊子中呈极高水平表达。”Vosshall说。
研究人员猜测,Or4一定是检测了人类体味中的某些气味。为了弄清楚是哪种气味,她们要求志愿者24小时穿着裤袜。随后她们将这些臭袜子放到一台机器中,这一机器可以将他们的气味分为构成体味的几百种化学物质。最终,研究人员找出了一种匹配物,是一种叫做sulcatone的化学物质,其不存在于豚鼠穿着的裤袜中。
Sulcatone是一种使得人类具有独特体味的重要气味,但可能还有其他的气味和其他基因可帮助解释蚊子为何被人类所吸引。事实上,将sulcatone添加到豚鼠的气味中并不会让豚鼠对酷爱咬人的蚊子更具吸引力。McBride打算去寻找其他一些可以帮助解释蚊子由叮咬动物的无害昆虫转变为人类疾病的致命载体的因素。
从喜欢动物转为喜欢人类涉及了各种行为调整:蚊子必须要变得能够在人类的周围舒适地生活,进入到人类的家中,要在水壶的净水而不是在树洞的浑水中繁殖。Vosshall说:“就生活在人类的周围这一生活方式而言,蚊子必须要改变一整套的东西。这篇论文提供了首个遗传见解——数千年前一些蚊子生成这种转变时发生了什么样的事情。”



