蚊子和人们一样多地被花吸引着—现在科学家终于知道为什么

喂养与花粉囊的伊蚊在它的眼睛从Platanthera开花。

如果没有敏锐的嗅觉，蚊子就不会走得很远。他们依靠这种感觉找到可以叮咬的宿主，并发现卵子。

如果没有这种嗅觉，蚊子就无法找到食物的主要来源：花蜜。

华盛顿大学生物学教授杰弗里·里弗尔（Jeffrey Riffell）说：“花蜜是所有蚊子的重要食物来源。”“对于雄蚊来说，花蜜是它们唯一的食物来源，而雌蚊在生命中的几乎所有日子都以花蜜为食。”

哺养从Platanthera花的伊蚊。

然而，科学家们对将蚊子吸引到某些花朵或驱除其他花朵的气味了解甚少。这些信息可以帮助开发出毒性更小的驱蚊剂，更有效的诱捕器，并了解蚊子大脑对感官信息的反应-包括有时会导致雌性蚊子叮咬我们中的一个的提示。

里弗尔（Riffell）的研究小组发现了导致蚊子对兰花特别是无法抗拒的兰花进行授粉的化学线索，其中包括西澳大学，弗吉尼亚理工大学和加州大学圣地亚哥分校的研究人员。正如他们在2019年12月23日在线发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中报道的那样，兰花产生了一束非常平衡的化学化合物束，刺激了蚊子的嗅觉。这些化学物质中的一些对蚊子的大脑具有吸引力或抑制作用。以与兰花相同的比例混合后，它们可以像真正的花朵一样有效地吸引蚊子。里菲尔的研究小组还表明，一种能驱除蚊子的气味化学物质与DEET（一种常见且有争议的驱蚊剂）一样，能在蚊子的大脑区域照亮。

研究的高级作者里菲尔说，他们的发现表明，从花中获得环境线索如何像温暖的宿主一样刺激蚊子的大脑，并且可以将蚊子引向目标或使其飞向另一个方向。

研究人员用放置在兰花上的袋子收集田间气味的样本。

钝叶兰花（Platanthera obtusata）生长在北半球凉爽，高纬度的气候中。里弗尔（Riffell）小组从华盛顿州Okanogan-Wenatchee国家森林的野外观测站验证了过去的研究，结果表明当地蚊子对该物种进行了授粉，但没有在相同栖息地生长的近亲进行授粉。当研究人员用袋覆盖花朵时，蚊子无法获得花朵的视觉提示，这些蚊子仍会落在袋装的花朵上，并试图穿过画布。

兰花的气味显然吸引了蚊子。为了弄清原因，Riffell的小组研究了构成钝叶兰花气味的惰性化学物质。

里菲尔说：“我们经常将'气味'形容为一件事-像花的气味或人的气味。”“气味实际上是化学物质的复杂组合-玫瑰的气味包含300多种-蚊子可以检测构成气味的化学物质的种类。”

Riffell将钝叶兰花的气味描述为草木或麝香的气味，而其近亲的气味更甜。该团队使用气相色谱法和质谱法鉴定了梧桐物种气味中的数十种化学物质。与其亲戚相比，钝叶兰花的气味中含有大量的称为壬醛的化合物，而另一种化学成分为丁香醛。

使用气相色谱仪分离构成花朵气味的惰性化学物质，同时记录蚊子天线的电活动，以查看哪些化学物质刺激了蚊子的天线。

里菲尔（Riffell）的小组还将蚊子触角中的电活动记录下来，以检测气味。壬二醛和丁香醛都刺激了钝叶兰花栖息地的蚊子触角。但是这些化合物还刺激了其他地区的蚊子触角，包括传播疟疾的斯蒂芬按蚊和传播登革热，黄热病，寨卡病毒和其他疾病的埃及伊蚊。

蚊子行为的实验表明，天然和非天然蚊子都喜欢以与钝叶花中相同的比例混合的壬醛和丁香醛溶液。如果研究人员从配方中省略了丁香醛，蚊子就会失去兴趣。如果他们添加更多的丁香醛（在直叶兰花的近亲中发现的水平），蚊子就会对气味无动于衷或被其驱除。

他们还利用Riffell实验室开发的技术，直接观察到与钝叶兰花重叠的渐层伊蚊（Aedes increpitus蚊子）的大脑，以及先前由Riffell和合著者Omar Akbari共同撰写的转基因埃及伊蚊（Aedes aegypti）菌株。加州大学圣地亚哥分校。他们在天线波瓣（蚊子大脑的区域，处理来自触角的信号）中成像了钙离子（活跃发射神经元的信号）。

将蚊子拴在显微镜载物台的下面，以对其天线波瓣进行钙成像。

这些大脑成像实验表明，壬醛和丁香醛可刺激触角的不同部分，甚至在受到刺激时彼此竞争：响应壬醛的区域可以抑制响应丁香醛的区域的活性，反之亦然。这种“串扰”是使花朵吸引人还是排斥蚊子，很可能取决于原始气味中壬醛和丁香醛的含量。利弗尔说，钝叶兰花的比例吸引蚊子，而密切相关的兰花则没有。

Riffell说：“蚊子正在处理化学物质的比例，而不仅仅是它们的存在与否。”“这不仅对花朵的辨别力很重要，而且对我和我之间蚊子的辨别方式也很重要。人的气味非常复杂，对于吸引或排斥蚊子来说，重要的可能是特定化学物质的比例。我们知道有些人比其他人收益更多，也许比率的差异解释了原因。”

研究小组还发现，丁香醛与DEET刺激相同的触角区域。Riffell说，该地区可能会处理“抑制性”气味，尽管需要进一步的研究来验证这一点。现在还不能断定丁香醛是否有可能成为一种有效的驱蚊剂。但是，如果是这样，就会有额外的好处。

“闻起来好极了，”里菲尔说。

参考：ChloéLahondère，ClémentVinauger，Ryo P.Okubo，Gabriella H.Wolff，Jeremy K.Chan，Omar S.Akbari和Jeffrey A.Riffell的“蚊子对兰花授粉的嗅觉基础”，国家会议论文集美国科学院（DOI）：
10.1073 / pnas.1910589117

主要作者是ChloéLahondère，他是威斯康星大学的博士后研究员进行了这项研究，现在是弗吉尼亚理工大学的研究助理教授。其他合著者是前西澳大学博士后研究员，弗吉尼亚理工大学现任助理教授克莱蒙·维纳格（ClémentVinauger）。威斯康星大学生物学系研究生Ryo Okubo和Jeremy Chan；以及威斯康星大学博士后研究员加布里埃拉·沃尔夫（Gabriella Wolff）。这项研究是由美国国立卫生研究院，空军科学研究所和华盛顿大学资助的。