（蚊子為啥這么愛咬你？）

嗡星人大概是人類最討厭的昆蟲之一了：它們不僅會吸血，會給人留下奇癢難忍的包，更是很多病原體的中間宿主——比如黃熱病，以及近來在廣東肆虐的登革熱。為了弄清是什么讓一種叫埃及伊蚊(Aedes aegypti)的蚊子愛上人血，洛克菲勒大學的研究（research)團隊深入了肯尼亞沿岸的叢林。現(xiàn)階段的結果今天發(fā)表在《自然》雜志上。
在所有的昆蟲里，有約一萬個物種以動物血液為食，其中的一百來種則偏好人類的血液——這樣的偏好更可能（maybe)是近期才在偏好動物血的基礎上發(fā)展而來的。
埃及伊蚊尤其如此：它們的祖先生活在亞沙哈拉森林里，只叮其他動物。后來，其中一部分埃及伊蚊繼續(xù)在森林里安分守己地騷擾那里的動物，另一部分卻逐漸喜歡上了人類的血，從此不僅隨人類到了世界各地，還將登革熱和黃熱病一并帶了出去。
“我們調(diào)查了非洲東海岸(肯尼亞)林區(qū)和人類居住區(qū)的蚊子種群。這里是已知的世界上唯一一個有兩種類型的埃及伊蚊共存的地方。”文章的第一作者、卡羅琳·麥克布賴德(Carolyn S. McBride)表示，“生活在拉巴依(Rabai)的這些種群在上世紀六七十年代被詳細(xiáng xì)地研究過，研究者們記錄了許多它們的有趣行為，以及生理和形態(tài)（pattern)差異。但自那之后，就沒有人再研究它們了，也沒有人檢查過這些差異的遺傳基礎。這項研究剛開始時，我們都不知道這兩個類型的蚊子是否依然都存在肯尼亞沿海。”
研究小組在拉巴依的居民區(qū)室內(nèi)外和林區(qū)都進行了蚊子采集。圖a：樣本采集地點。圖示分別為：屋形：室內(nèi)(Indoor)；樹形：室外(Outdoor)；灰色點：建筑(Building)；綠色區(qū)域(Forest)；藍色線條：河流(River)；雙線條：道路(Road)。圖b：室內(nèi)樣本采集裝置；圖c：室外樣本采集裝置；圖d：居民區(qū)(Domestic)和林區(qū)(Forest)的埃及伊蚊
帶著這種不確定，研究小組在肯尼亞的居民區(qū)和林區(qū)都采集了埃及伊蚊，并記錄下幼蟲和成蟲樣本所在的地區(qū)。隨后，他們在實驗（experiment)室中培養(yǎng)出了29群蚊子進行深入觀察和研究。
分析(Analyse)結果發(fā)現(xiàn)，這29群蚊子則各自展現(xiàn)出不同程度的偏向，提示兩類偏好不同的同種蚊子在35年后依然共同生活在拉巴依——它們雖然仍是一個物種，但長相上的差別卻很顯著（striking）：居民區(qū)的蚊子不僅體色更接近棕色，腹部的紋路也不一樣。如何滅蚊包括口腔、咽、食管、胃、腸及肛門。胃是消化道的主要部分，食物的消化與吸收均在胃內(nèi)進行。在前胸內(nèi)有1 對唾腺，每一唾腺分3 葉，每葉有一小唾腺管，最后匯合成總唾腺管，通入舌內(nèi)。
不過相比起行為上的差別，體色和紋路的差異可謂是細枝末節(jié)。
在隨后的研究（research)中，研究人員用多種方法測試（TestMeasure)居民區(qū)和林區(qū)的蚊子對不同食物來源和氣味的偏好情況(Condition)，其中之一便是極度體現(xiàn)科學獻身精神的叮咬實驗。
在實驗中，33歲的作者貢獻出自己的手臂，和一只被麻醉（anesthesia)的豚鼠共同喂蚊子——通過(tōng guò)統(tǒng)計吸人血和吸豚鼠血的蚊子個數(shù)，研究（research)者得到了兩類蚊子的偏好。如何滅蚊腹部：分11 節(jié)，第一節(jié)不易查見；2～8 節(jié)明顯可見，有的蚊種在其背面具有由淡色鱗片組成的淡色橫帶、縱條或斑；最末3 節(jié)變?yōu)橥馍称鳌４莆酶共磕┒擞形岔氁粚Γ畚脛t為鉗狀的抱器，構造復雜，是鑒別蚊種的重要依據(jù)。
總的來說，居民區(qū)的蚊子在研究者手上留下的“吻痕”比在豚鼠上的多。同時，它們也更喜歡朝有“人味”的地方飛。
研究人員用多種方法測試（TestMeasure)蚊子對不同食物來源和氣味的喜好。左圖中，研究人員將手伸入裝有豚鼠和蚊子的容器中，一定時間后分別統(tǒng)計叮咬人手和豚鼠的蚊子個數(shù)。右圖中，容器一端的兩個不同部位開有小口，分別用二氧(Oxygen)化碳(C)(CO2)將人類或者豚鼠的氣味吹向孔內(nèi)。研究人員會記錄蚊子在這兩個部位聚集的程度
為了探究這兩種叮咬偏好背后的遺傳和分子基礎，研究（research)小組讓這兩類蚊子進行雜交，并在隨后讓子一代自交，產(chǎn)生子二代，以方便進行數(shù)量性狀分析。殺蚊子胸部：分前胸、中胸和后胸，每胸節(jié)有足1 對，中胸有翅1 對，后胸有1 對平衡棒，中胸、后胸各有氣門 1 對。中胸特別發(fā)達，其背板幾乎占據(jù)全胸背，由前而后依次為盾片、小盾片及后背片。庫蚊和伊蚊的小盾片呈葉狀，緣毛在凸葉上，按蚊的小盾片后緣呈弧形，緣毛分布均勻。
由于對蚊子而言，觸角就好像它們的“鼻子”，研究（research)者集中對雌蚊的觸角進行了RNA測序，對喜歡叮人和叮豚鼠的雌蚊的基因表達差異。如何滅蚊包括口腔、咽、食管、胃、腸及肛門。胃是消化道的主要部分，食物的消化與吸收均在胃內(nèi)進行。在前胸內(nèi)有1 對唾腺，每一唾腺分3 葉，每葉有一小唾腺管，最后匯合成總唾腺管，通入舌內(nèi)。
結果發(fā)現(xiàn)，與喜歡叮豚鼠的蚊子相比，喜歡叮人的蚊子觸角中有14個基因發(fā)生了相同趨勢的表達差異。
“其中的兩個基因編碼氣味受體，AaegOr4(伊蚊氣味受體4，簡稱OR4)則是其中之一。”麥克布賴德介紹道，“我們選擇關注AaegOr4而不是另一個，因為它在叮人雌蚊的觸角中的絕對表達水平也很高。但另一個氣味受體也可能（maybe)參與了(氣味喜好差異的形成)。我們將在下一步實驗中研究（research)它。”
麥克布賴德和她手上的實驗對象：埃及伊蚊Aedes aegypti(左)和Aedes aegypti formosus(右)
OR4是檢測什么氣味的呢？研究小組將這個基因轉(zhuǎn)到了模式動物果蠅的身上，以便于進一步分析。他們收集了人類和動物散發(fā)出來的氣味，發(fā)現(xiàn)和動物比起來，人類散發(fā)的甲基庚烯酮（tóng）尤其多——而轉(zhuǎn)有OR4的果蠅對甲基庚烯酮的氣味也格外敏感。
不僅如此，研究（research)者發(fā)現(xiàn)，他們采集的蚊子中一共存在7個等位基因編碼OR4，而且表達產(chǎn)物對甲基庚烯酮的敏感程度不同，而在喜好人類氣味的蚊子中，對甲基庚烯酮敏感度高的幾種OR4恰好有著比較高的基因頻率(frequency)，而且基因的表達水平也更高。滅蚊子口器為刺吸式，像一根極細的注射器針頭。大部分種類雌蚊的口器都適合刺吸血液。蚊體表覆蓋形狀及顏色不同的鱗片，使蚊體呈不同的顏色。這是鑒別蚊類的重要依據(jù)之一。翅脈上也有鱗片，翅后緣有緣鱗。多為夜行性動物。
這是否意味著我們找到了誘使蚊子吸人血的關鍵氣味因子呢？麥克布賴德澄清了這一誤解：“我們不認為AaegOr4是唯一一個造成蚊子這種行為變化的基因，可能還有其它遺傳變化參與其中。”
換言之，OR4只是養(yǎng)成蚊子叮人這個喜好的一小步，而這項研究（research)有助于人們更好地理解分子機制對動物行為的影響(influence)。
有意思的是，甲基庚烯酮（tóng）的氣味在濃度較高時還被用于避蚊。麥克布賴德表示，這并不與他們的發(fā)現(xiàn)相矛盾：“有可能是甲基庚烯酮在混合氣味中才會幫助蚊子確認是人類。但這并不意味這甲基庚烯酮越多，聞起來就更有‘人味’。”
她說：“蚊子們可能只喜歡一丁點甲基庚烯酮（tóng）味，太濃了就不喜歡了。這就像鹽之于人類一樣。我們喜歡在食物里加鹽——但如果加多了，我們就不喜歡了。”

 

 

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