我们对近距离蚊子的偏好了解很多,但蚊子如何在百米外找到我们呢?研究人员在赞比亚的一个溜冰场大小的室外测试场中发现,人体气味对于蚊子远距离寻找宿主的行为至关重要。该团队还确定了空气中特定的体味成分,这或许可以解释为什么有些人比其他人更容易被蚊子吸引。这项工作发表在5月19日的《当代生物学》杂志上。

研究人员建造蚊子测试场以发现它们如何在远距离找到我们

大多数关于蚊子偏好的研究都是在密闭的实验室环境中进行的,这可能并不代表蚊子在野外的经历。为了测试非洲疟疾蚊子冈比亚按蚊如何在更大、更现实的空间尺度上定位和选择人类宿主,约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院疟疾研究所和MachaResearchTrust的研究人员联手在美国建立了一个1000米3的测试场所赞比亚乔马区。

“这是评估世界上任何蚊子嗅觉偏好的最大系统,”神经科学家DiegoGiraldo说,他是约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院的博士后研究员,也是该研究的第一作者之一。“对于蚊子来说,这是一个非常繁忙的感官环境。”

测试场地包含一圈均匀分布的着陆垫,这些着陆垫被加热到人体皮肤温度(35ºC)。每天晚上,研究人员将200只饥饿的蚊子释放到测试场地,并使用红外运动摄像机监测它们的活动。具体来说,他们记录了蚊子降落在每个着陆垫上的频率(这是它们准备好叮咬的好兆头)。

首先,该团队比较了热量、CO2和人体气味对吸引蚊子的相对重要性。他们发现,除非蚊子也被CO2引诱,否则它们不会被加热的着陆垫吸引,但人体气味是比单独使用CO2更具吸引力的诱饵。

接下来,该团队测试了蚊子的挑剔能力。为此,他们让六个人连续六个晚上睡在竞技场周围的单人帐篷里,他们使用改造后的空调管道将每个帐篷里的空气——包含睡着的人的气味——输送到加热的着陆垫上。除了记录蚊子的偏好外,研究人员还从帐篷中收集了夜间空气样本,以表征和比较空气中的体味成分。

“这些蚊子通常在午夜前后的几个小时内捕食人类,”约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院和约翰霍普金斯疟疾研究所的助理教授、资深作者和媒介生物学家ConorMcMeniman说。“它们跟随人类散发的气味轨迹和对流,通常它们会在晚上10点到凌晨2点之间进入家中并叮咬。我们想评估蚊子在活动高峰期外出和四处走动时的嗅觉偏好。活跃并评估在同一时间窗口内睡觉的人的气味。”

他们发现,夜复一夜,有些人比其他人更吸引蚊子,而其中一名气味成分与其他人截然不同的志愿者始终吸引很少的蚊子。

该团队确定了40种由所有人排放的化学物质,尽管排放速度不同。该研究的另一位第一作者、约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院的博士后分析化学家斯蒂芬妮·兰金-特纳说:“这可能是他们所遵循的一种特定比例的混合物。”“我们还不太清楚皮肤分泌物、微生物代谢物或呼气排放物的哪些方面真正推动了这一点,但我们希望我们能够在未来几年内弄清楚这一点。”

虽然每个人的气味特征在不同的夜晚有所不同,但研究人员发现了一些稳定的模式。对蚊子更有吸引力的人持续释放出更多的羧酸,这可能是由皮肤微生物产生的。相比之下,对蚊子吸引力最低的人释放出的羧酸较少,但释放出的桉树油量大约是桉树油的三倍,桉树油是一种存在于许多植物中的化合物;研究人员假设桉树油含量升高可能与人的饮食有关。

研究人员对蚊子能够在巨大的舞台上有效地定位和选择潜在的人类食物感到惊讶。“当你看到一些东西从一个充满气味的狭小实验室空间移出,而蚊子仍在赞比亚田野的这个大空地上寻找它们时,它真的让你明白这些蚊子作为宿主寻找者的力量有多么强大”,Rankin-Turner说。