一些蚊子捕殺人類的精確度可能源於它們奇怪的嗅覺系統,該系統具有檢測人類氣味的內建備份。

蚊子可以利用觸角和上頜觸鬚(昆蟲的一種關節感覺附屬物)中的獨特化學感受器來感知人體散發的二氧化碳或汗液。

由波士頓大學和洛克菲勒大學的研究人員領導的一項新研究解釋了,為什麼蚊子如此擅長感知到我們,即使研究人員在基因上禁用了人類特有的化學感受器。

根據這項研究,與大多數動物相比,至少有一種蚊子,埃及伊蚊,其嗅覺系統的組織方式完全不同。

研究人員使用 CRISPR 作為基因編輯工具,開發了嗅覺神經元會表達熒光蛋白的蚊子,當附近有某些氣味時,會在顯微鏡下發光。 這使研究人員能夠看到不同的氣味是如何刺激嗅覺系統。

事實證明,埃及伊蚊將幾個嗅覺感覺受體連接到一個神經元,這一過程稱為共表達。

根據這個團隊的說法,這推翻了嗅覺科學的核心原則,即每個神經元只有一個與之相關的化學感受器。

波士頓大學神經科學家和資深作者梅格.楊格說:「這太奇怪了,這不是我們所期望的。」

楊格說:「對我們來說,嗅覺的中心法則是感覺神經元。在我們的鼻子裡,每個人都表達一種嗅覺受體。」

這個公理適用於蜜蜂 (Apis mellifera)、煙草天蛾 (Manduca sexta) 和果蠅 (Drosophila melanogaster),它們都具有與嗅覺腎小球大致相同數量的化學感應受體。 (腎小球是大腦中接收嗅覺信號的球形結構。)

然而,研究人員寫到,在埃及伊蚊中,受體的數量至少是腎小球的兩倍,這是一個「驚人的不匹配」。

結果表明一個非常規的嗅覺系統,它在單個神經元內共表達了多種感覺受體。

研究人員的總結寫道:「嗅覺系統提供的冗餘……可能會增加蚊子嗅覺系統的穩健性,並解釋我們長期以來無法破壞蚊子對人類的檢測。」

血食的誘惑力很強,因為雌性蚊子必須以人類或動物的血液為食才能繁殖。

該研究的一個長期目標是創造改進的驅蚊劑,有效隱藏人類氣味或開發引誘劑,分散蚊子的注意力。

蚊子定位人類的能力使蚊子成為登革熱、寨卡病毒、黃熱病和基孔肯雅熱等病毒性疾病的多產載體。而這些病毒每年約造成大約 70 萬人的死亡。

楊格說:「當我們了解到氣味是如何在它們的嗅覺系統中編碼時,我們可以根據它們的生物學特性創造更有效的化合物。」

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參考資料:

  1. Nelson,F., (2022,Aug 28). There is a ‘Shockingly Weird’ Reason Mosquitoes Always Seem to Find Us, Says Study. ScienceAlert
  2. Herre, M., Goldman, O. V., Lu, T.-C., Caballero-Vidal, G., Qi, Y., Gilbert, Z. N., Gong, Z., Morita, T., Rahiel, S., Ghaninia, M., Ignell, R., Matthews, B. J., Li, H., Vosshall, L. B., & Younger, M. A. (2022). Non-canonical odor coding in the mosquito. Cell, 185(17), 3104-3123.e3128. Cell https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.07.024 
  3. 圖片來源:https://www.sciencealert.com/there-is-a-shockingly-weird-reason-mosquitoes-always-seem-to-find-us-says-study(圖:LWA/Getty Images)
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