蚊子是依据什么来找到人类的呢 如何预防被蚊子叮咬

2016-03-02来源 : 互联网

*近,加州大学河滨分校的 Ring T. Carde 教授在这些*新研究的基础上,提出了一个分阶段搜寻模型来解释蚊子的**搜寻系统。根据这个模型,蚊子从发现人类到叮咬,简单来说可以分为三个阶段。

母蚊子的分阶段作战系统

1. 二氧化碳波动暴露目标

人类主要通过视觉来采集信息,听觉和嗅觉辅之。狗可以通过灵敏的嗅觉来追踪猎物,蛇则借助红外探测在夜间捕食猎物。而蚊子可以通过感受人类呼吸产生的二氧化碳浓度波动来追踪目标。

人类呼出的空气中二氧化碳浓度大约为 4%,而正常空气中二氧化碳浓度大约为 0.035%。 因此人的呼吸会导致周围空气中的二氧化碳浓度周期性变化,也就是浓度波动。蚊子长长的嘴边有两根触须,触须上有许多能与二氧化碳结合的受体蛋白。这些蛋白非常灵敏,能检测到低至 0.005%的二氧化碳浓度波动。检测到的二氧化碳浓度波动进而激活蚊子的视动趋风性,引导蚊子向人类所在的上风口飞行。

所谓视动趋风性是指利用视觉变化来测定风向并趋于飞向上风口的行为。这个系统的工作原理并不复杂:如果蚊子悬停在空中不动的话,其视觉图像应该是静止的;当有风吹过,蚊子移动中看到的图像就会从前到后变化,藉由这一视觉变化便可以分辨前后,前面即为上风口。二氧化碳浓度波动是顺着风吹到蚊子这的,蚊子顺着上风口飞便能发现呼出二氧化碳的人类。根据实验室实验的一般设计,蚊子能够察觉到大约 10 米外的人类呼吸造成的二氧化碳浓度波动,不过具体的极限距离还有待进一步实验验证。

2. 通过气味来确认目标

当蚊子慢慢靠近人类目标之后,二氧化碳浓度的波动进一步吸引蚊子上风向飞行,同时蚊子对气味的检测也变得更为灵敏。当蚊子飞到离人类目标足够近的时候(1 米左右),嗅觉开始占据主导地位,引导蚊子靠近人的皮肤。二氧化碳导航系统则被关闭,毕竟继续朝着二氧化碳浓度波动方向飞的话就要飞到人类鼻中去了。

人类皮肤散发出的气味中包含上百种分子,到底是哪些分子吸引了蚊子呢?目前,经实验室研究证实对蚊子有吸引力的气味分子主要有乳酸和一些脂肪酸。乳酸正是汗液的主要成分,这可能是出汗的人更容易被蚊子叮的原因之一。不过现有的实验多是测定单一化合物对蚊子的吸引,具体是哪些分子的组合主导着蚊子的飞行方向仍不清楚。

另一个关于气味的有趣的发现是,个人对蚊子的吸引力很有可能是由基因决定的。有研究者测定了同卵双胞胎和异卵双胞胎的气味对蚊子的吸引度,发现基因**一样的同卵双胞胎对蚊子的吸引力非常相似,而基因不同的异卵双胞胎对蚊子的吸引力相似度则差很多。不过考虑到每个人皮肤散发出的气味千差万别,很难说有一种每个人都共有的标志性气味能决定蚊子的选择,因此蚊子在气味偏好上肯定也有一定的弹性。

另外,蚊子在靠近目标的过程中也有可能使用气味以外的线索来帮助锁定目标。

3. 在深**域着陆

蚊子想叮咬人类就得先着陆在人的皮肤上,而在着陆过程中起主要作用是视觉线索,湿热的地方对蚊子也有吸引力。总的来说蚊子偏好在深色,湿热的地方着陆。

在飞行过程中,蚊子主要关注视觉的动态信息来帮助导航。而在着陆过程中,蚊子的关注点会转为着陆点的静态信息。蚊子可以通过单一的视觉信息来决定着陆,不需要其他的线索。有研究发现,蚊子在没有二氧化碳浓度波动以及气味线索的情况下,更喜欢飞向深色条纹。而在另一项研究中,蚊子在没有气味线索的环境中偏好在深色的长方形上着陆。这些结果都表明蚊子偏好在深色的地方着陆。结合现实生活,这可能是蚊子比较喜欢叮咬小腿肚子原因之一,人坐着的时候小腿肚子通常处于阴影之中。

温度和湿度对蚊子的着陆也有影响,蚊子偏好在湿热的地方着陆。有研究者研究过温度和湿度对蚊子着陆的影响,发现蚊子喜欢在温度高于室温且潮湿的地方着陆,而单*的提高温度或者湿度并不能吸引蚊子着陆。湿热的环境也比较符合夏天时人体皮肤的环境,人的体温通常高于室温,而出汗则使皮肤湿度高于周围空气。

蚊子也会守株待兔?

蚊子一般是通过感知二氧化碳浓度波动来激活搜寻系统,但也有例外。有研究者发现,东非有种蚊子喜欢搜寻空的人类的居所并躲藏其中。一方面这样可以躲避自然中的恶劣环境,另一方面也是一种非常聪明的守株待兔策略。这些蚊子*先通过气味线索找到人类的居所,然后躲藏其中。当房子中出现二氧化碳浓度波动时,蚊子就知道主人回来了,又可以通过启动常规搜寻系统来锁定人类目标。从这个例子我们也可以看出蚊子对人类生活的适应能力实在惊人。

实际上,蚊子早在恐龙时代就出现在地球上了,那个时候人类还没出现,这也说明喜欢吸食人血的这一族是新演化出来的。新突变出来的吸人血一族之所以能够壮大,很有可能是借助了人类争霸地球的成功。蚊子一生中需要的资源都可以在人类社会中方便的找到。一方面人类喜欢群居而且分布也够广,不愁找不到血库;另一方面人类聚居地通常会有蓄水,这又方便了蚊子产卵孵化(蚊子需要在死水中产卵)。蚊子在与人类共同繁衍的过程中,更适合人类社会形态的“优良”蚊子不断被筛选出来,如今我们发现蚊子的各种精密构造成功的策略也就不足为奇了。

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