蚊子如何找到你来咬你

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您是否正在用驱虫剂和点燃香茅蜡烛来驱赶您的皮肤以驱赶蚊子?加州理工学院的一项新研究表明,这些努力可能会让它们暂时陷入困境,但没有任何解决方案是完美的,因为蚊子已经进化为使用视觉、嗅觉和热线索的三重威胁来追踪人类目标。

该研究发表于 7 月 17 日的期刊网络版当代生物学.


当一只成年雌性蚊子需要吸血来喂养它的后代时,它会寻找宿主——通常是人类。许多昆虫,包括蚊子,都被人类和其他动物自然呼出的二氧化碳 (CO2) 气体的气味所吸引。然而,蚊子也可以捕捉到其他暗示人类在附近的线索。他们用他们的视觉来发现宿主和热感觉信息来检测体热。

为了找到人类宿主,蚊子面临着整合时空分离的感官线索的艰巨任务。这种感官整合是他们多管齐下的策略的结果,该策略从跟踪逆风的二氧化碳羽流开始。迪金森实验室的研究表明,蚊子也会通过探索它们忽略的视觉特征来对二氧化碳做出反应。这种行为引导他们寻找潜在的宿主,在那里他们使用热量等线索来定位着陆点。图片来源:Lance Hayashida/加州理工学院

为了找到人类宿主,蚊子面临着整合时空分离的感官线索的艰巨任务。这种感官整合是他们多管齐下的策略的结果,该策略从跟踪逆风的二氧化碳羽流开始。迪金森实验室的研究表明,蚊子也会通过探索它们忽略的视觉特征来对二氧化碳做出反应。这种行为引导他们寻找潜在的宿主,在那里他们使用热量等线索来定位着陆点。图片来源:Lance Hayashida/加州理工学院

蚊子结合这些信息来规划下一顿饭的路径。

为了找出蚊子如何以及何时使用每种类型的感官信息,研究人员将饥饿的交配雌性蚊子释放到风洞中,在风洞中可以独立控制不同的感官线索。研究人员将高浓度二氧化碳羽流注入隧道,模拟人类呼吸产生的信号。在一系列实验中,他们发现昆虫被二氧化碳所吸引,二氧化碳是附近宿主的指标,并且还会花大量时间在高对比度物体附近徘徊控制实验——想想:一个人。在另一组实验中,为了测试热因素,研究人员发现蚊子会被温暖所吸引。




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从所有这些实验中收集到的信息使研究人员能够创建蚊子如何在不同距离内找到宿主的模型。他们假设在 10 到 50 米外,一只蚊子会闻到宿主的二氧化碳羽流。当它飞得更近时——在 5 到 15 米内——它开始看到宿主。然后,在将其拉得更近的视觉线索的引导下,蚊子可以感知宿主的体温。这发生在不到一米的距离。

加州理工学院生物工程教授迈克​​尔·迪金森 (Michael Dickinson) 是该研究的首席研究员。狄金森说:

我们的实验表明,雌性蚊子在寻找食物时会以一种相当优雅的方式做到这一点。他们只在检测到表明附近有宿主存在的气味后才会注意视觉特征。这有助于确保他们不会浪费时间调查岩石和植被等虚假目标。我们的下一个挑战是揭示大脑中的回路,这些回路允许气味如此深刻地改变它们对视觉图像的反应方式。


该研究为那些希望避免蚊虫叮咬的人描绘了一幅黯淡的图景。在论文的最后,作者指出:

即使可以无限期地屏住呼吸,另一个人在附近或逆风几米处呼吸,也会产生二氧化碳羽流,导致蚊子离您足够近,从而锁定您的视觉特征。因此,最强的防御是变得隐形,或者至少在视觉上伪装。然而,即使在这种情况下,蚊子仍然可以通过跟踪您身体的热信号来定位您。 . .感觉运动反射的独立和迭代性质使蚊子的宿主寻找策略非常稳健。

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底线:根据加州理工学院的一项研究,蚊子使用视觉、嗅觉和热提示的三重威胁来锁定人类目标。

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