科学家早已怀疑,蚊子是通过感知我们呼出的二氧化碳和体温发出的红外线来定位目标并吸血。最新的一项研究证实了这一猜测,发现蚊子的红外线感应器隐藏在它们的触须中。了解这一原理后,未来或许能够设计出有效的蚊子诱捕和杀灭方法。
根据《科学警报》(ScienceAlert)的报道,蚊子是人类的主要敌人,传播登革热、黄热病、脑炎、疟疾和兹卡病毒等多种致病病原体,每年导致数百万人患病。世界卫生组织统计数据显示,仅2022年,疟疾就造成超过60万人死亡。
生态学家进一步指出,如果地球上没有蚊子,生态环境不会受到显著影响,反而会使包括人类在内的哺乳动物更加健康。
加州大学圣塔芭芭拉分校的研究团队一直在研究蚊子的感知器官,他们发现蚊子的视觉较弱,虽然会被皮肤表面细菌产生的气味(如汗臭)吸引,但气味并不总是可靠,尤其是在风吹或宿主移动的情况下。因此,科学家推测蚊子主要依赖红外线探测和二氧化碳感应,其中红外线探测尤为重要。
研究的分子生物学家尼古拉斯·戴博比恩(Nicholas Debeaubien)表示:“我们研究的是埃及伊蚊,这种蚊子非常擅长寻找人类宿主。我们认为红外线是它们的主要感知方式。”
为了验证蚊子的这一能力,研究人员在实验中向每个笼子中放入80只1至3周大的雌性蚊子,并使用能够精确控制温度的热电板和模拟人类呼吸浓度的二氧化碳释放器作为“虚拟宿主”。实验结果表明,蚊子正是通过二氧化碳和红外线这两种生物特征来定位目标。
单独的二氧化碳、气味或红外线都无法激起蚊子的兴趣,但在少量二氧化碳存在的情况下,当热电板温度达到34至36摄氏度(人体皮肤的平均温度)时,蚊子的活动增加了两倍,表现出强烈的叮咬意图。
神经生物学家克雷格·蒙泰尔(Craig Montell)指出:“单一线索不足以吸引蚊子寻找宿主,只有在二氧化碳水平升高并伴随人类气味时,它们才会开始特别关注红外线的来源。”
研究团队还证实,蚊子的红外线感应器位于它们的触须中,其触须上含有一种名为TRPA1的温度感应蛋白。当科学家通过基因移除这种蛋白时,蚊子失去了检测红外线的能力。
这些发现解释了为何蚊子偏好裸露皮肤,以及宽松的衣物为何能有效阻挡蚊子攻击,因为衣物遮挡了人体散发的红外线。这一系列研究有望为新一代驱蚊器和诱蚊装置的开发提供基础,例如设计出通过模拟皮肤温度辐射的高效捕蚊器。