科学家研究出抗寒蚊子【科学家比蚊子更聪明】
时间：2019-01-16 04:46:11 来源：达达文档网 本文已影响 人 
蚊子不但可以闻出人呼出的二氧化碳的味道，甚至还能闻出脚的味道。但科学家比蚊子更聪明，他们已经发现了蚊子嗅觉细胞的秘密，正在试图根据这些秘密研制新型驱蚊剂。
夏天到了，蚊子又该出来活动了。蚊子是怎么找到人的呢？科学家们经过仔细的研究后发现，蚊子的视觉很差，它们靠的就是出色的嗅觉。
科学家们研究得最多的是非洲疟蚊（Anopheles gambiae），它们是传播疟疾的罪魁祸首。伦敦帝国理工学院的生物学家雅各布・凯拉（Jacob Koella）博士曾经做过一个很有名的实验，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，第一组不带疟原虫，第二组带没有传播能力的疟原虫，第三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2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。
非洲疟蚊还有一项本领，那就是喜欢叮咬人的脚踝。这么做的好处显而易见，因为脚踝部位相对稳定，不怎么动，而且距离人的双手也较远，不容易打到它。但是，你能想象蚊子竟然会如此聪明吗？它们怎么知道你的脚踝在哪里呢？
荷兰瓦格宁根大学（Wageningen University）的一个研究小组决定研究一下这个问题。他们发现非洲疟蚊在距离人体几十米远的地方就能被人呼出的二氧化碳所吸引，可当它们终于飞到距离人体很近的地方时，却不会直接飞向二氧化碳浓度最高的部位-人的嘴部，而是掉头向脚踝部位飞去，非常神奇。
蚊子是怎样找到脚踝的呢？研究人员相信它们是被脚的气味吸引过去的，便从志愿者的脚部提取出了多种细菌，从细菌分泌的气味物质中选出10种，经过适当混合后完全可以代替人脚，在实验室条件下将疟蚊吸引过去。
该实验室的博士研究生拉姆科?苏尔（Remco Suer）则更进一步，研究了疟蚊触角和口器表面的嗅觉细胞到底对哪种气味分子有反应。蚊子的身体本来就很小，嗅觉细胞就更小了，可想而知这种实验的难度相当大。但苏尔知难而上，经过几年的研究，终于发现这10种气味分子中的9种能够直接刺激疟蚊的嗅觉细胞，使之产生电脉冲。
更妙的是，苏尔发现其中有5种气味分子还能阻止疟蚊嗅觉细胞表面的气味受体对二氧化碳起反应，这样疟蚊就闻不到二氧化碳了。这个发现非常重要，它解释了为什么疟蚊在远处可以被二氧化碳所吸引，靠近人体时却不会继续飞向人的嘴部，而是转而向下。换句话说，疟蚊这个看上去非常聪明的行为其实背后的原理并不复杂，很容易进化出来。
苏尔认为这个发现有助于研发一种疟蚊陷阱，比如在房间的某个角落放一个能够发出这5种气味分子的设备，让蚊子找错地方。不过，这一招只对屋子里的人有帮助，对于一个在户外活动的人来说，他更需要的是强力驱蚊剂。目前市场上绝大多数驱蚊剂的有效成分都是避蚊胺（DEET），这是一种有轻微毒性的化学物质，浓度越高驱蚊效果越好，但同时毒性也就越大。更糟糕的是，避蚊胺已经被人类使用了半个多世纪，目前已经发现好几种对它产生抗药性的蚊子，人类急需发明出一种替代品。
美国范德比尔特大学（Vanderbilt University）的科学家劳伦斯?兹威比尔（Laurence Zwiebel）博士和同事们在今年5月9日出版的《美国国家科学院院报（PNAS）上发表了一篇文章称，他们找到了一种全新的驱蚊剂，效力比避蚊胺高几千倍。有趣的是，这种驱蚊剂的工作原理和避蚊胺正相反，不是消弱蚊子嗅觉受体的功能，而是加强它！
原来，从前的科学家们相信蚊子的嗅觉受体和哺乳动物一样，能够直接把气味分子的信号转化成电信号传递给大脑，但最新的研究发现事实并非如此。疟蚊的嗅觉受体（OR）并不能独自完成这一任务，必须借助辅助受体（Orco）的帮助。两者的差别在于，OR有很多种，每一种只能接受某种特定的气味分子信号，但是所有的Orco分子结构却都差不多，甚至在整个昆虫纲都是如此，这就为科学家设计出一种普适的驱蚊剂提供了条件。
兹威比尔博士借助于一种制药厂常用的高效筛选仪，从11.8万种不同结构的小分子化合物中筛选到一种名为VUAA1的小分子，能够直接作用于Orco，使之始终处于兴奋状态，一刻也不休息。疟蚊肯定不喜欢这种状态，便逃之夭夭了。
初步的实验表明，这个VUAA1分子确实具备驱蚊的功效，其效力比避蚊胺强好几千倍。它甚至还能驱赶其它昆虫，比如作为驱虫剂用于农业生产。
科学家们之所以愿意花这么大的精力研究驱蚊剂，就是为了掐断疟疾的传播途径，拯救上百万疟疾受害者，其中大部分住在非洲。上述两项研究均得到了比尔&梅琳达?盖茨基金会的经费支持，这个基金会的主旨就是鼓励科学家尝试一些把握性并不大的前瞻性项目，希望其中有一两项研究最终能让穷人们受益。
