​血总是香的

作者:袁越

(文 / 袁越)

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关于蚊子为什么只叮你不叮他的问题,每个人都有自己的一套理论,每种理论都会有一批支持者以亲身经历作为证据。但是科学家相信:蚊子最喜欢的就是人血的味道。

这个结论可不是凭经验做出的,而是来自严格的科学实验。去年伦敦帝国理工学院的生物学家雅各布·凯拉(Jacob Koella)所做的一项实验就是一个很好的例子。凯拉的本意是想弄清楚疟疾为什么会扩散得如此迅速,因为疟疾必须依靠蚊子来传播,因此他决定从蚊子的叮咬习惯入手。他和同事们在肯尼亚搭了3顶帐篷,互相之间以塑料管相连,管子和帐篷之间可以通气,但蚊子无法通过。然后他们找来一群儿童,按照体内携带疟原虫的情况分成3组,第1组不带疟原虫,第2组带没有传播能力的疟原虫,第3组带有传播能力的疟原虫。然后他们把一群蚊子放到3根管子的中间,让它们自由选择飞向哪里。实验结果出人意料,选择飞向第三组儿童的蚊子数量是其他两组的两倍以上。

之后,凯拉给带有疟原虫的孩子吃药,杀死他们体内的疟原虫,然后再让他们进帐篷让蚊子挑选,结果蚊子对这些健康的儿童没有偏爱。这个实验清楚地表明,蚊子对人体散发的气味非常敏感,而疟原虫让人体产生了一种特殊气味,对蚊子特别有吸引力。这样做显然对疟原虫的传播大有好处,从生物进化的角度来看对疟原虫十分有利。

这项实验结果对开发新型防蚊子药水很有帮助。目前市面上最常见,也是被证明最有效的驱蚊剂是一种名叫DEET的化学物质。但是DEET使用过量可能有毒,而且已经发现几种蚊子对DEET产生了抗药性。要想开发出特异性强的驱蚊剂,必须搞清到底是哪种味道吸引了蚊子。这可不是一项简单的工作,因为人体表面会释放出350多种具有挥发性的化学物质,而蚊子的触角上有很多微小的纤毛,上面分布着许多不同的味觉受体,科学家把它们叫做“气味分子识别蛋白”(OBP)。为了弄清蚊子嗅觉的秘密,科学家决定从蚊子的基因组入手。由巴黎巴斯德学院负责牵头的“国际蚊子基因组计划”已经测定了疟蚊(Anopheles Gambiea)的全部DNA序列,这种蚊子在非洲特别多,是传播疟疾的罪魁祸首。有了这个DNA数据库,科学家就可以很方便地研究这些OBP了。分析结果表明,蚊子和其他昆虫的嗅觉功能的相似程度很高,有一种同源蛋白质参与了所有昆虫OBP的正常功能,这种同源蛋白质在蚊子中叫做GPRor7,在果蝇中则称为Or83b。来自美国洛克菲勒大学的科学家成功地把蚊子基因GPRor7转移到去掉了Or83b的果蝇体内,结果使后者恢复了嗅觉功能。

但是这种蛋白质在昆虫嗅觉机制中只是起到了一种辅助功能,而且也没有特异性。而自然界中每一种昆虫都有自己喜欢的气味,比如苍蝇喜欢粪便,蝴蝶喜欢花香,母蚊子只对人血感兴趣……驱蚊剂的设计者必须对症下药,才能避免滥杀无辜。美国范德比尔特大学的拉里·兹维伯(Larry Zwiebel)决定在母蚊子的基因组中寻找特定的味觉受体基因,但是蚊子很难饲养,研究起来非常困难,于是他尝试把蚊子OBD基因转移到果蝇体内,利用这种科学家已经非常熟悉的活体实验模型来间接地研究蚊子的嗅觉基因。经过多次实验,他们发现了一种蚊子OBD,只对4-甲基苯酚有反应,这种化学物质是350多种“人味”中的一种。有趣的是,只有雌蚊子体内才会生产这种OBD。更绝的是,如果雌蚊子喝饱了人血,这种OBD就不再生产了。这两个有趣现象不大可能是巧合,科学家因此相信,4-甲基苯酚是蚊子用来发现人血的嗅觉信号之一。

进一步的研究表明,蚊子并不仅仅只靠一种OBD来发现人类,母蚊子触角上有好几类不同的纤毛专门用来闻味道,每种纤毛上都有很多OBD,分别对应不同的气味。对于驱蚊剂的生产来说,这反倒是一件好事,因为假如只针对4-甲基苯酚这一种物质来设计驱蚊剂的话,那么蚊子很容易产生变异,驱蚊剂就必须经常更新才行。解决这个问题的办法就是生产出针对多个OBD的驱蚊剂,因为同时发生好几个变异的几率是很小的。目前兹维伯正在和同事们继续研究,试图发现更多的OBD基因。假如能找到4~5个这样的基因,然后根据它们的特点生产出多合一的驱蚊剂,那么人类就可能彻底消灭诸如疟疾、登革热和西尼罗病等与蚊子有关的传染病。■ 科学科普昆虫