無論你噴了多少防蚊液,蚊子好像總是能找到你,科學家發現這種超能力是來自於它們敏銳的嗅覺!雖然被蚊子叮一下好像也沒很嚴重,但它們可是比任何其他動物殺死的人類都多,它們會傳播如瘧疾、西尼羅病毒、茲卡病毒、登革熱、東部馬腦炎和其他疾病。
波士頓大學助理教授Meg Younger是研究蚊子嗅覺的專家,她在《細胞》雜誌發表的一篇新論文中破解了埃及斑蚊的獨特嗅覺,完全不同於過去我們對昆蟲嗅覺的認知。
埃及斑蚊通常棲息在溫暖的熱帶地區,包括臺灣、東南亞、南美洲、佛羅里達、德州等地,不時帶來登革熱爆發,不過近年來連康乃狄克州北部(北緯42度,相當於朝鮮半島或北京、北海道南端…)都出現埃及斑蚊的蹤跡,這又是氣候暖化的一記警鐘。
嗅覺的基本單位是一種嗅覺受體對應一個神經元。對人類來說,對氣味的感受從鼻子裡的嗅覺受體細胞開始,這些受體接觸到氣味分子後,透過神經元將氣味訊息傳遞給叫做嗅球的大腦區域,或昆蟲的觸角葉,映射出氣味的代碼。
但埃及斑蚊的嗅覺系統非常獨特,它的一個神經元內有多種嗅覺受體共同表現。這個發現令人震驚,科學家原本以為蚊子的嗅覺神經元和蒼蠅、老鼠等動物、昆蟲一樣,但這種差異讓蚊子的嗅覺特別能找到人。
嗅覺神經元被螢光標記的蚊子觸角葉 © Margo Herre
一般認為蚊子用來找到人類的主要化學線索是二氧化碳,但怪的是,即使清除了蚊子體內用於解碼二氧化碳的受體,它還是能找到人,而這項最新的研究結果揭開了謎底。
Younger在她位於北京大學的實驗室裡,以十年前看來不可能的現代遺傳工具來研究蚊子的嗅覺,例如接觸某些氣味分子後會在顯微鏡下發光的螢光蛋白,還有CRISPR技術(一種在生物體內編輯DNA的遺傳工具)用以標記不同的感覺神經元,同時保留細胞蛋白質的功能。
Younger的下一步是要瞭解這種共同表現如何驅動埃及斑蚊的行為。
目前的驅蚊劑中以含有 15%~25% DEET 或 Picaridin 者被認為效果最好,但Younger希望藉著瞭解蚊子如何在嗅覺系統中將氣味編碼,進而創造出更有效的化合物來干擾蚊子的嗅覺。
JOURNAL Cell
ARTICLE TITLE Non-canonical odor coding in the mosquito
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