蚊子有脑,科学家揪出了蚊子的 “嗜血” 神经元

来源: 生物通 / 作者: 伍松 / 时间: 2020-10-15
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在新冠病毒全球范围兴风作浪的时候,一些蚊媒疾病,包括登革热、寨卡等,也在世界各地小范围肆虐起来。事实上,这些疾病每年至少造成 50 万人死亡。

2020 年 10 月 12 日,霍华德休斯医学院的研究人员 Leslie Vosshall 在洛克菲勒大学的研究小组和同事们在《Neuron》杂志上报道说,雌性蚊子的味觉经过特别调整,可以检测血液中至少四种不同物质的组合。研究小组对蚊子进行了基因改造,这样研究人员就可以看到蚊子尝到血时,哪些神经元会被激活。

约翰霍普金斯大学医学院的神经学家 Chris Potter 和她的团队之前已经对蚊子的其他精细调节感官有了很多了解,例如,在之前的研究中,他们发现蚊子可以用腿探测到驱蚊剂 DEET,并识别出蚊子用来区分人类和非人类的气味受体。但人们对蚊子的味觉知之甚少,尽管它是传播疾病的关键。“如果蚊子不能检测到血液的味道,理论上它们就不能传播疾病,” 洛克菲勒的研究员 Veronica Jové 说。

只有雌性蚊子以血液为食,它们需要血液来培育卵细胞。它们需要区分大部分食物,包括所吃的甜花蜜和产卵前吞食的血液。

Jové 怀疑雌性埃及伊蚊和雄性伊蚊不同,它们能够通过味道来区分这两种物质。她发现雌性蚊子在两种不同的喂食方式中使用不同的进食方式。花蜜喂养模式检测糖分,血液喂养模式使用类似 “针管” 的注射器刺穿皮肤,品尝血液。Jové 以四种化合物的混合物诱使蚊子进入吸血模式:葡萄糖(糖)、氯化钠(盐)、碳酸氢钠(血液和小苏打中都有),以及三磷酸腺苷(ATP)。

Vosshall 很好奇,所以她亲自喝了一口 Jové 实验室配制的 “人造血液”。“一点味道都没有,” 她说。“三磷酸腺苷是一种特殊的神秘物质,对人类来说没有什么味道。但对蚊子来说,这一定是令人难以置信的刺激和回报。”

就像人类的味蕾能区分咸、甜、苦、酸和鲜味一样,蚊子说不定也有专门对特定味道作出反应的神经元。为了观察这些味觉神经元的活动,研究人员用一种荧光标签对蚊子进行了基因改造,当神经细胞被激活时,这种荧光标签就会发光。然后,他们观察了哪些细胞只在血液和 “人造血液” 喂养下发光。 那么人类血液对蚊子来说是什么味道呢?也许我们能说的最接近的是它有点咸,有点甜。这有点像试图描述蜜蜂在人眼看不见的紫外线下看到花朵的方式,或者蝙蝠如何窃听我们听不见的声纳波,Vosshall 说。同样,雌性蚊子也能尝到我们尝不到的东西。“在人类的经验中,没有什么是这样的,” 她说。

这些发现揭示了雌性蚊子是如何特别适应寻找血液的。Jové 和 Vosshall 说,他们希望更好地理解蚊子的感官,最终能找到新的方法来阻止蚊子叮咬我们和传播疾病。

Vosshall 说,有一种可能听起来像科幻小说,但也有先例。我每月给我的狗吃跳蚤和蜱虫药物,或许最终也可以对蚊子做些类似的事情——人类可以在去蚊子出没的地方之前服用一种药物,这种药物会干扰蚊子对血液的味觉。

这个想法,归根结底就是让人类变得不那么美味,这引发了最后一个问题。是不是有些人对蚊子真的比其他人 “好吃”。“人们对蚊子来说都够好吃的了,”Jové 说。“一旦它们尝到了血味,我们没有感觉到它们如此挑剔。”

原文检索:Sensory Discrimination of Blood and Floral Nectar by Aedes aegypti Mosquitoes

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