蚊子如何選擇自己的叮咬對象,為什麼DEET對其如此有效?

2020-12-05 騰訊網

「夏天」這兩個字,最容易讓人聯想到的事物除了炎熱的天氣、窗外的蟬鳴以外,大概就是無所不在的蚊子了吧。想要屏蔽室外的蟬鳴聲和高溫酷暑,我們可以通過關閉門窗、打開空調就能完美解決,但蚊子這個問題處理起來就沒有這麼簡單了。蚊子這種令人討厭的害蟲,有時還是疾病的危險載體,叮咬後小則會在一段時間內被瘙癢困擾,大則還會傳播瘧疾和寨卡等病毒。對有些人而言,即使將自己的皮膚暴露在戶外,也不會受到蚊子的叮咬,但有的人即使在室內,也依然無法和蚊子絕緣,其實,當蚊子在選擇叮咬對象時,也有自己的判斷標準!

蚊子選擇叮咬對象的依據

為什麼蚊子賦予了每個對象不同的叮咬概率?事實上,在我們每個人周圍的空氣,都有其無形的化學景觀,而蚊子正是通過自己的行為和感知器官來利用這些景觀,然後跟著自己身體上留下的微妙化學痕跡,以需尋找自己的叮咬對象。簡單來說,蚊子尋找宿主的方式主要就是依靠二氧化碳,並且,它可以鎖定的最遠距離能達到50米範圍之內的目標。來自肺部的二氧化碳在我們呼出之後,便會立即和空氣混合,然後停留在蚊子跟隨的麵包屑樣的羽狀物中。因為它們感受到的濃度,高於正常環境的空氣,蚊子開始將自己定位於那些「二氧化碳脈衝」附近。

當那些潛在目標和蚊子的距離低於1米左右的時候,它開始通過個人的皮膚溫度、膚色和水蒸氣來選擇自己的最終叮咬對象。科學家表示,蚊子之所以選擇一個人而不是另一個人,主要因為變異的蚊子特別依賴一種化合物,就是生活在我們每個人皮膚上的微生物菌落所產生化合物。細菌將我們的汗腺分泌物轉化為揮發性的化合物,因此,蚊子才可以通過自己頭部的嗅覺系統進行分辨。而這些化學反應又很複雜,化合物的種類可以涵蓋300多種,並會因為遺傳變異和環境因素而產生個性化差異。並且,我們對自己皮膚上的微生物組沒有多少控制權,如果這個人生病了,那麼,這些微生物菌落的組成也可能在同一個體中隨時間變化。

蛋白質混合物引起的過敏

相信被蚊蟲叮咬過的人都有過這樣的體驗,被叮咬過的傷口會讓人感覺瘙癢難耐,而這樣的感覺還會持續一段時間。我們需要知道的一個基本事實,當受到蚊子的叮咬之後,它不僅吸走了目標宿主的一些血液,同時還回報了宿主一些唾液。而這些唾液中含有一種蛋白質混合物,剛好人們都對其表現出不同程度的過敏反應,簡而言之,正是這種唾液導致了叮咬後的刺激性瘙癢反應。科學家們製造了一個人體免疫系統的近似複製品,並通過實驗表明,人類的免疫系統對這種誘導蛋白的過敏反應可以長達一周,這也更好的解釋了為什麼蚊蟲的叮咬可以持續較長的一段時間。

研究人員在這項研究中為小鼠注射了人類的造血幹細胞 ,後來這些幹細胞轉化為包括免疫系統細胞的各種類型血細胞,當小鼠長大並擁有完善的「人類」免疫系統時,研究人員在每隻小鼠的腳墊上放置了一小瓶打開狀態的蚊子,它們將每隻小鼠咬了四次。研究人員通過分析小鼠血液中的骨髓、皮膚和脾臟細胞發現,在小鼠被咬7天之後,許多免疫細胞仍然保持活躍狀態。當我們被蚊子叮咬後,若要對人體的脾臟和骨髓進行取樣明顯是不現實的,因此,這項實驗中的用到研究方法無疑是新穎且可行的。

為什麼DEET驅蚊最有效

當人們面臨蚊子叮咬的困擾時,總會想盡各種辦法來驅趕、甚至是滅殺它們。很長一段時間以來,人們都知道含有DEET這種化學物質的驅蚊劑是最有效的,但很多人並不知道其中的原因。科學家艾米莉·丹尼斯(Emily Dennis),將這項實驗工作分為了關鍵的六個步驟,發現DEET在人體皮膚表面做了一些有趣且相當獨特的事情。雖然DEET對於會嘗到它味道的蚊子而言很苦,但這樣苦的程度並不比其他化學品更深,DEET真正不喜歡的時蚊子腳上的舌狀細胞。並且,即使驅蚊劑會帶來的死亡,但也依然無法阻止蚊子尋找叮咬目標,也只有當蚊子在人的皮膚表面降落時,使用的驅蚊劑方才開始發揮自己的作用。因此,當你在外面,塗上避蚊胺時,要知道蚊子仍然能夠聞到你的味道,並且仍然想喝你的溫血,只是你的皮膚讓它覺得非常粗糙。

蚊子喜歡將普通糖水用於化學混合物,但不區分DEET和苦味物質。研究人員為蚊子提供了三種食物之一:糖水,與DEET混合的糖水或與另一種苦味化學物質混合的糖水;當它們處於非常高濃度的苦味化學物質中時,會將自己的手臂皮膚拉緊,但蚊子仍然很樂意降落在皮膚上,並刺穿它喝下乾淨的血液;當為蚊子提供了一種由「皮膚狀膜」保護的溫熱血液時發現,血液中混入DEET或其他苦味物質後,蚊子就不會喝它;科學家們還在膜表面測試了這些化合物,其下是乾淨的血液,雖然膜上的苦味劑不能有效阻止蚊子降落,但膜上的一層DEET,讓蚊子降落後就立即飛走了;研究人員用一種特殊的膠水來部分阻擋蚊子腿上的味蕾,這些蚊子仍然在DEET塗層皮膚下飲用血液,儘管不那麼頻繁,但也表明了當DEET工作時,蚊子的腿有明顯的排斥感。

可用來防止蚊子叮咬的措施

蚊子屬於一種被稱為蚊科(Culicidae)的昆蟲,雌性蚊子會在水面、或周期性洪水的土壤中產卵,當蚊子「出卵」後孵化為幼蟲,並在水中生活。蚊子在第四次蛻皮後,便處於「蛹」階段,但它留在水中休息和成長。成年後的蚊子需要花了幾天的時間來乾燥它的翅膀和休息。有意思的時,雄性蚊子不以血為食,而是吸食植物的汁液,但雌性蚊子會吸吮你的血液,以獲得自身發育卵子所需的蛋白質。雖然並非蚊子的所有物種都吸血,但許多物種都會傳播病毒,而且,即使是沒有疾病的蚊子,也會讓被叮咬的人因為它們的唾液而受到刺激,這種唾液會引起瘙癢紅色腫塊的過敏反應。大多數蚊蟲叮咬症狀會在幾天內消失,對傷口施加冷敷可以緩解瘙癢, Calamine、鋅和鐵氧化物的混合物,也有助於緩解瘙癢。

一個人比其他人更容易吸引蚊子,造成這種情況的原因有很多,但我們可以採取一些措施來防止蚊子叮咬。首先你可以做的是儘量放鬆,因為增多的二氧化碳(大量的呼吸)和乳酸(體力活動增加的副產品)的產生會給你帶來蚊子。簡而言之,蚊子更容易吸引那些消耗大量能量的人,代謝率高的人會吸引更多的蚊子,這就是為什麼跑步者或正在鍛鍊的人會吸引大量的蚊子。當然,除了放鬆之外,防止蚊蟲叮咬最簡單的方式就是掩蓋,我們可以穿著透氣的長袖和長褲,儘可能覆蓋自己的皮膚。比如,跑步者或划船者穿的技術防護面料,對於那些想要掩蓋、而不會過熱的人來說是個不錯的選擇。除了覆蓋你的皮膚外,你還可以儘量避免蚊子棲息地,尤其是潮溼又樹木較多的地方 。你會發現一個熟悉的場景,當蚊子最活躍的時候,往往都是在黎明和黃昏時樹木較多的地方。

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