本文來(lái)自微信公眾號(hào)：環(huán)球科學(xué)（ID：huanqiukexue），編譯：樊亦非，編輯：楊心舟

當(dāng)你和周圍一群人處在一起，蚊子卻唯獨(dú)喜歡圍著你叮，你是不是也有很多疑惑：為什么蚊子只叮我？除了你想弄清楚這個(gè)問(wèn)題，科學(xué)家也對(duì)此很感興趣。至今已經(jīng)有數(shù)十年的各類研究試圖弄清楚蚊子喜好的機(jī)制，根據(jù)澳大利亞麥格理大昆蟲(chóng)學(xué)家Matthew Bulbert的觀點(diǎn)，蚊子尋找宿主的關(guān)鍵影響因素是二氧化碳（CO₂）、體溫和體味。也許并不出人意料，我們的老朋友微觀細(xì)菌似乎也在其中起著重要作用。而這些因素也在共同決定蚊子的宿主選擇，可以說(shuō)缺一不可。

體溫和二氧化碳

首先來(lái)說(shuō)，當(dāng)蚊子靠近目標(biāo)時(shí)，它們所具有的熱探測(cè)器就能為它們提供非常多的線索。比如，在埃及伊蚊觸角尖端的圓錐形感覺(jué)神經(jīng)中，有一對(duì)熱敏感神經(jīng)元，其中一個(gè)感應(yīng)升溫，另一個(gè)感應(yīng)降溫，這兩個(gè)感受器的整合信號(hào)能使蚊子對(duì)溫度變化和宿主的體溫線索做出響應(yīng)。

由于背景環(huán)境溫度的影響，蚊子還需要一套感應(yīng)熱對(duì)比度的機(jī)制。目前一些研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，TRPA1受體使蚊子能夠避免選擇溫度高于宿主體溫的物體。至于是什么感受器使蚊子能檢測(cè)到有吸引力的熱信號(hào)，則仍有待進(jìn)一步研究。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，自然而溫暖的人體溫度會(huì)讓蚊子感到“恰到好處”，太冷或太熱的肌膚都不是它們理想的著陸點(diǎn)。因此，處于溫暖環(huán)境下，體溫正常的人都有可能成為目標(biāo)。

圖片來(lái)源：“Genetic Analysis of Mosquito Detection of Humans.” Current opinion in insect science vol. 20 (2017): 34-38.

在熱感受器發(fā)揮作用時(shí)，蚊子的嗅覺(jué)受體也在協(xié)同工作。許多不同種類的蚊子都擁有細(xì)膩的嗅覺(jué)，能夠嗅出并追蹤到50米開(kāi)外的CO₂，而雌性埃及伊蚊正是利用這一線索來(lái)尋找溫血?jiǎng)游锏?。人類每次呼吸?huì)呼出十倍于背景水平濃度的CO₂，這給蚊子的搜尋工作帶來(lái)很大的便利。伊蚊能使用一種由化學(xué)感應(yīng)受體蛋白Gr1、Gr2和Gr3組成的味覺(jué)受體復(fù)合物來(lái)檢測(cè)并響應(yīng)CO₂。

因此，釋放出更多CO₂的人更有可能被附近的蚊子盯上。靜息狀態(tài)代謝較高的人，以及在運(yùn)動(dòng)中呼吸困過(guò)盛的人，會(huì)呼出更多的CO₂。單憑這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，就能首先篩選出一部分更容易被蚊子盯上的對(duì)象，比如男性、身材豐滿的人和孕婦。盡管如此，大多數(shù)動(dòng)物都會(huì)釋放濃度高的CO₂，單靠CO₂還不足以讓蚊子區(qū)分人類與其他動(dòng)物。

關(guān)鍵的體味

除了上面兩點(diǎn)比較寬泛的選項(xiàng)，蚊子選人的重要因素當(dāng)屬人體的氣味了，因?yàn)槲米用黠@會(huì)更喜歡朝著特定的氣味飛行，比如，按蚊喜歡林堡芝士的臭味，它們正是那群愛(ài)好叮咬足部和腳踝的蚊子。這種芝士的臭味非常有特點(diǎn)，它獨(dú)特的味道是由亞麻短桿菌產(chǎn)生的，而這種細(xì)菌也是造成腳臭的元兇之一。這似乎能解釋為什么這些蚊子喜歡往腳上叮了。

圖片來(lái)源：James Gathany / Flickr

為了感知不同的氣味，昆蟲(chóng)已進(jìn)化了傳統(tǒng)型嗅覺(jué)受體（ORs），離子型受體（IRs）等化學(xué)感受器來(lái)適應(yīng)環(huán)境。一方面，蚊子的ORs與嗅覺(jué)共同受體Orco共同作用來(lái)響應(yīng)人體皮膚上的一些氣味物質(zhì)，比如乙酸鹽、乙醇和酮。另一方面，IRs主要對(duì)酸和胺反應(yīng)，能使蚊子更積極地尋找、叮咬宿主。

IR感受器族除了可以充當(dāng)化學(xué)感受器來(lái)檢測(cè)氣味和味覺(jué)物質(zhì)，還能作為熱感受器或濕感受器。其中，有20種氣味可以激活伊蚊觸角中的IRs表達(dá)，每種氣味都至少需要一個(gè)IR共受體（Ir8a、Ir25a或Ir76b）才能起作用。

在種種氣味之中，蚊子尤其嗜酸。人體皮膚較其他動(dòng)物具有更多的乳酸，這種人類汗液中的活性成分，可能就是蚊子區(qū)別其他動(dòng)物，鎖定人類目標(biāo)的特異性線索。實(shí)際上，乳酸和CO₂單獨(dú)存在時(shí)，二者對(duì)伊蚊的吸引力都不夠高，而兩種物質(zhì)的混合物對(duì)伊蚊則頗具吸引力，而伊蚊會(huì)通過(guò)Ir8a通路來(lái)引導(dǎo)這種吸引力。

一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)顯示，在存在乳酸和CO₂的情況下，人類的氣味在短短8分鐘內(nèi)就吸引了平均約75％的野生蚊子和Orco突變蚊子（缺乏Orco受體），但是只有約50%的Ir8a突變體（缺乏Ir8a受體）被吸引。由此可見(jiàn)，Ir8a和表達(dá)Ir8a的受體神經(jīng)元在蚊子探測(cè)人類體味中具有更重要的作用。

圖片來(lái)源：Potter CJ. Olfaction: Mosquitoes Love Your Acid Odors. Current Biology. 2019 Apr 22; 29(8):R282-R284. doi: 10.1016/j.cub.2019.03.010. PMID: 31014485.

此外，不論是Gr3單突變體（缺乏Gr3受體）還是Gr3/Ir8a雙突變體（缺乏Gr3和Ir8a受體），被吸引的蚊子數(shù)量相當(dāng)，這表明由Orco和Ir8a介導(dǎo)的氣味吸引，還需要

來(lái)激活Gr1 / Gr2 / Gr3復(fù)合物。與先前Ir8a單突變體有50%被吸引的結(jié)果相比，失去CO₂激活使得蚊子探測(cè)乳酸的Ir8a通路有所減弱，這意味著CO₂激活能使乳酸等人類體味對(duì)蚊子的吸引力增強(qiáng)。于是在CO₂和乳酸的互相作用下，蚊子終于可以選擇在何處落腳了。

細(xì)菌決定氣味

那么，這些吸引蚊子的氣味又是從何而來(lái)？

事實(shí)上，人體產(chǎn)生的諸多揮發(fā)性化合物均可追溯至人體內(nèi)大量存在的微生物。芽孢桿菌屬（Bacillus spp.）、短桿菌屬（Brevibacterium spp.）、棒狀桿菌屬（Corynebacteria spp.）和葡萄球菌屬（Staphylococcus spp.）等細(xì)菌都能產(chǎn)生會(huì)招惹蚊子的揮發(fā)性物質(zhì)。

荷蘭瓦格寧根大學(xué)的一項(xiàng)研究提出，蚊子尋找宿主的過(guò)程體現(xiàn)著一種三方營(yíng)養(yǎng)關(guān)系：人類與其微生物群落之間存在共同進(jìn)化機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了和諧共處，而蚊子恰好能從這種共生關(guān)系中受益。Bulbert甚至認(rèn)為，蚊子可能會(huì)探測(cè)到人體所有的細(xì)菌活動(dòng)。

目前主流的觀點(diǎn)指出，皮膚表面的細(xì)菌多樣性高低也能指示健康的程度，細(xì)菌更多樣可以阻礙有害菌在皮膚表面滋生。而這同樣也可以解釋為什么某些人更容易招蚊子：細(xì)菌多樣性程度越高，可以減少散發(fā)吸引蚊子的產(chǎn)物，也會(huì)讓自己在蚊子眼里沒(méi)那么“迷人”。

總而言之，蚊子通過(guò)綜合線索來(lái)探測(cè)宿主目標(biāo)。在遠(yuǎn)處，它們先探測(cè)人呼出的二氧化碳；靠近時(shí)，它們會(huì)感覺(jué)到人們散發(fā)的氣味和熱量；降落后，它們利用腿部和嘴部的味覺(jué)感受器來(lái)“品嘗”皮膚的不同部分。

被蚊子“盯”上后是否會(huì)被“叮”，也依次取決于人體的熱量、CO₂釋放量和氣味?！懂?dāng)代生物學(xué)》的一項(xiàng)研究曾設(shè)計(jì)了一次人造供血實(shí)驗(yàn)，當(dāng)這三種線索均存在時(shí)，約有75％的伊蚊會(huì)吸血；僅除去人的體味，吸血的伊蚊數(shù)量下降到25％；僅去除二氧化碳，則只有15％的蚊子會(huì)選擇吸血；若血液處于室溫，則沒(méi)有蚊子吸血。

而對(duì)于那些Ir8a發(fā)生了突變的蚊子，即使三種條件均滿足，也只有25%會(huì)吸血，與沒(méi)有體味的情況相當(dāng)，這說(shuō)明Ir8a活性可能是蚊子在吸血時(shí)檢測(cè)人類氣味的主要作用因素。

真正的驅(qū)蚊術(shù)

蚊子叮人不但會(huì)讓皮膚難受，有些蚊子甚至還會(huì)在叮咬過(guò)程傳播致命疾病，因此嚴(yán)肅對(duì)待蚊子的叮咬十分重要。PeerJ上的一項(xiàng)調(diào)查曾提出了167種不同的驅(qū)蚊方法，包括吃大蒜、不飲酒、不吃香蕉、使用局部驅(qū)蟲(chóng)劑（甚至包括浸泡在酒精中的煙頭）、燃燒動(dòng)物糞便、喝杜松子酒和補(bǔ)品、噴灑柴油和一種清潔劑。通過(guò)口服或皮膚貼片的方式攝入維生素B也是一種比較流行的驅(qū)蚊方法，但美國(guó)蚊蟲(chóng)控制協(xié)會(huì)已經(jīng)通過(guò)研究表明這種方法并沒(méi)有作用。

況且，這些研究均未考慮蚊子的多樣性。目前，已經(jīng)有記錄的蚊子就約有3500多種蚊子，不同品種的蚊子有其自身的特質(zhì)偏好，這種偏好可能關(guān)乎它們的生存。而只研究應(yīng)對(duì)其中一種蚊子的方法很明顯不具備普適性。

正如Bulbert所說(shuō)，如果將人體視為如同樹(shù)一般的生態(tài)位，那么有些動(dòng)物喜歡樹(shù)干，有些喜歡冠層，有些則喜歡根，因?yàn)檫x擇不同的區(qū)域會(huì)減少物種之間的競(jìng)爭(zhēng)，蚊子大概也是這種情況。身體的不同區(qū)域可能具有不同的皮膚微生物群，不同種類的蚊子能夠區(qū)分這些不同的微生物群。

在此，我們根據(jù)上述的吸蚊法則，向廣大總是深受蚊子青睞的受害者提出幾項(xiàng)驅(qū)蚊招數(shù)，建議綜合使用以達(dá)到更佳效果。

1. 掩蓋體味法：通常，局部使用精油或其他芳香物質(zhì)可能會(huì)掩蓋掉氣味或減少人體分泌物，但其作用有限。香茅油有效，但蠟燭似乎非但不能驅(qū)趕蚊子，甚至可能引誘蚊子。已經(jīng)研究充分的驅(qū)蟲(chóng)劑（如DEET）也是不錯(cuò)的選擇。

2. 高速氣流法：盡管蚊子是飛行健將，但它們不能在風(fēng)中自如飛行，所以風(fēng)扇可能會(huì)起到一定的威懾作用，讓蚊子不敢靠近。

3. 包裹遮蔽法：事實(shí)上，最好的方法就是在蚊子活動(dòng)最活躍的時(shí)段（如黃昏）或者蚊子特別多的地方（如濕地）把你自己包裹嚴(yán)實(shí)。

4. 不正經(jīng)法：包括昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)類、蝙蝠、蜥蜴、兩棲動(dòng)物和魚(yú)類在內(nèi)的許多動(dòng)物都吃蚊子，因此你可以創(chuàng)造性地開(kāi)辟一片水池，養(yǎng)些青蛙來(lái)驅(qū)蚊。但要注意，靜止的水是蚊子繁殖幼蟲(chóng)之處，因此水景設(shè)施中的水都應(yīng)是流動(dòng)的。

參考文章：

[1] Natalie Parletta, Why mozzies prefer some people to others, https://cosmosmagazine.com/nature/animals/why-do-mozzies-prefer-some-people-to-others/

[2] Raji, Joshua I, and Matthew DeGennaro. “Genetic Analysis of Mosquito Detection of Humans.” Current opinion in insect science vol. 20 (2017): 34-38. doi:10.1016/j.cois.2017.03.003

[3] Potter CJ. Olfaction: Mosquitoes Love Your Acid Odors. Current Biology. 2019 Apr 22; 29(8):R282-R284. doi: 10.1016/j.cub.2019.03.010. PMID: 31014485.

本文來(lái)自微信公眾號(hào)：環(huán)球科學(xué)（ID：huanqiukexue），編譯：樊亦非，編輯：楊心舟