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一个化合物避免的“血案”

又到了一年一度小哥哥小姐姐们最爱的夏天啦。小姐姐们爱夏天那是因为又可以穿上心爱的吊带短裙小高跟。小哥哥们爱夏天的理由很简单,那就是可以看到肤白貌美身材好的小姐姐。可是,如果那白皙的肌肤上尽是大小不一的蚊子包,那场面可堪比拔过火罐的后背。于是乎,如何避蚊防咬,远离一拍一把血的桩桩“血案”就是每年夏天的全民攻坚战。


民间驱蚊防咬的方法有很多。有草药法的:

图片来自网络


有物理法的:

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有生物法的:

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还有化学法的:

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当然,极其招蚊子的同学很可能采用“理综法”——那就是屋里养着壁虎蜻蜓,开着灭蚊灯,点着蚊香液,喷好驱蚊水,躲在蚊帐里,看我们的文章……

(图就不配了,画面请脑补)


不用说诸位也应该知道,今天本君介绍的东西肯定和化学法有关了。能驱蚊的化合物有很多,比如桉树脑、芳樟醇、奎宁,这其中最知名的要属N,N-diethyl-meta-toluamide(DEET,中文俗称“避蚊胺”或“驱蚊胺”)。避蚊胺被广泛用于各种日化产品来驱蚊防咬,长这样,结构简单容易合成。


避蚊胺是由美国军队在“二战”期间发明。1946年军队开始使用,1957开始投入民用。最初在农场作为杀虫剂使用,后来美国政府申请其在战争时期使用,特别是在越南和东南亚作战。现在全球军队都大量使用。

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避蚊胺如何起到让蚊子“退避三舍”的作用?这个问题至今还没有被彻底弄清楚。早期的研究认为避蚊胺通过阻断昆虫的1-辛烯-3-醇嗅觉受体起作用,而1-辛烯-3-醇是一种包含在人体汗液和呼吸中的挥发性物质。目前比较流行的理论是避蚊胺有效地“屏蔽”了昆虫对人类或动物所散发的特殊化合物的感知能力,不过新的证据表明,避蚊胺的效果可能要归因于蚊子非常不喜欢它的味道。那么问题来了,蚊子是怎么感知避蚊胺的存在的?是靠嗅觉去闻,还是靠味觉去尝,还是兼而有之?


这事还真有人研究。美国洛克菲勒大学Leslie B. Vosshall教授研究团队近期在Current Biology 杂志上发表了一项令人惊讶的发现,避蚊胺的作用机制还与蚊子的腿有关,而不是它们叮人的针状口器!


他们之前已经培育出了一种失去了部分嗅觉的变异蚊子。不像正常的蚊子那样会避开避蚊胺,纵然人们涂抹了含避蚊胺的驱蚊剂,那些突变蚊子仍然会被吸引。但有趣的是,被人吸引的突变蚊子并不叮人吸血。这是为什么呢?按理说那些突变蚊子已经闻不到避蚊胺了啊?难道不能像人类那样捏着鼻子吃臭豆腐么?


研究人员首先确定蚊子不喜欢避蚊胺尝起来的味道。他们给这些闻不到避蚊胺的蚊子提供含有或不含避蚊胺以及另外一种用作对照的苦味化合物的糖水,结果发现蚊子明显更喜欢不含苦味化合物或避蚊胺的糖水。接下来,他们把这种苦味化合物涂在手臂上,并惊奇地发现蚊子还在继续吸血。事实上,即使涂在手臂上的这种苦味化合物的浓度是糖水实验中的十倍,蚊子也会继续叮人。这表明,尝起来味道糟糕,可能并不是这些突变蚊子对避蚊胺避之不及的全部原因。他们设计了进一步的实验,给蚊子提供用薄膜覆盖的温暖血液,蚊子必须刺破薄膜才能吸到血。他们发现,如果血液中含有苦味化合物及避蚊胺时,蚊子不太愿意吸血;如果苦味化合物被涂在膜上,蚊子仍然会降落在膜上并吸血;而如果膜上涂的是避蚊胺,蚊子就不愿意降落吸血了。这说明,这些闻不到避蚊胺的蚊子与避蚊胺的接触,是它们感知避蚊胺存在的关键。

图片来源:Current Biology


众所周知,蚊子和其他昆虫的口器和腿上都长着可以感知分子的微小绒毛,那蚊子的腿是不是就像人类的舌头一样能尝出味道来?研究人员又进行了后续的实验,在手套上剪一个洞,蚊子六条腿固定在手套上或志愿者的皮肤上,而口器正对裸露的皮肤。结果表明,只有将蚊子的腿都固定在手套上而不接触皮肤,这些蚊子才会在志愿者手臂上涂过避蚊胺的情况下还叮人吸血。这证明了蚊子的腿对于感知避蚊胺非常重要。

图片来源:Current Biology


俗话说的好,“蚊子再小也是肉”。这篇文章告诉我们蚊子腿不但是肉,还能影响它找肉。文章思路没什么奇异的地方,猜测大胆,但各种对照实验严谨。令本君发自肺腑佩服的不是人家能搞出突变蚊子,而是勇于参与这项研究的志愿者们。不知道这些志愿者是不是组里的PhD,也算是为科研献身了吧(参考上图)。至少本君想来,那画面太美(惨)我不敢(一个人)看。


友情提示:含避蚊胺的产品不要使其直接与破损的皮肤接触或在衣物里使用;当不需要时,其制剂可以用水洗掉。避蚊胺作为一种刺激剂对皮肤产生刺激是不可避免的。避蚊胺虽好,请不要“贪抹”。


原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Aedes aegypti Mosquitoes Use Their Legs to Sense DEET on Contact

Curr. Biol., 2019, 29, 1551, DOI: 10.1016/j.cub.2019.04.004


(本文由乐只君子供稿)


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