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进行中的研究:蚊子的吸引力

为什么有些人比其他人更能吸引蚊子?

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可怜的“蚊子磁铁”。在任何野餐或烧烤时,蚊子都像廉价西装一样缠着他,而其他人则免受虫害。这不是你的想象;这是化学作用。有些人确实对蚊子更有吸引力。科学家们才刚刚开始理解其中的原因。

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“人们吸引蚊子的能力不同,而且每个人的吸引力甚至可能每天都在变化,”美国农业部佛罗里达盖恩斯维尔蚊蝇研究小组的化学家乌尔里希·伯尼尔说。伯尼尔和他的同事们已经分析了数百种来自人体皮肤的天然化合物,并已识别出几种作为引诱剂的化学物质,以及一些似乎能掩盖人体气味的物质。这些“灵药”结合起来,使一些人比其他人更具吸引力三倍。“我们怀疑蚊子对人类的整体反应不仅基于引诱剂,还基于有助于隐藏我们的化合物,”伯尼尔说。

盖恩斯维尔研究小组是政府控制这种昆虫的努力的一部分,这种昆虫通过传播疟疾、黄热病和脑炎等传染病,在全球范围内每年骚扰数十亿人,杀死数百万人。蚊子利用多种线索来寻找受害者:例如,颜色对比和运动有助于它们在白天导航,体温可能引导它们到皮肤薄、血管密集的区域。但最有效的线索似乎是化学物质。自20世纪20年代以来,科学家们就知道呼出的二氧化碳会吸引蚊子;在20世纪60年代,研究人员还发现了乳酸,一种存在于汗液中的人类代谢副产物。

然而,这两种物质,无论是单独存在还是组合使用,都无法与光裸的人体手臂争夺蚊子的注意力,因此肯定涉及其他体味。又花了三十年才找到它们。问题在于,皮肤上的化学物质必须易于挥发才能到达空中蚊子,而这种挥发性化合物难以捕获进行研究。但分析少量挥发性物质的技术变得更加先进。几年前,伯尼尔和佛罗里达大学的化学家们使用一种新颖的方法,将皮肤挥发出的化合物转移到微小的玻璃珠上。通过这种方法,伯尼尔在每个样本中发现了数百种已知和未知的物质。然后,科学家们在密封舱中将实验室蚊子暴露于这些天然化合物。经过无数次变化的艰苦试验,他们锁定了一种似乎特别诱人的混合物。它只包含三种成分:乳酸;丙酮,一种身体燃烧脂肪时产生的有机溶剂;以及二甲基二硫,一种细菌分解蛋白质时产生的化合物。单独来看,每种物质都只是一种效果温和的诱虫剂;例如,乳酸本身吸引的蚊子不到20%。与丙酮结合,它吸引约80%。但这种组合无法与人肉竞争。如果可以选择,蚊子仍然喜欢一个有血有肉的宿主。

二甲基二硫被证明是“点睛之笔”。加入它后,这种混合物变得比某些人更具诱惑力——这是合成引诱剂测试中的首次。“我们已经接近人类[吸引力]的范围了,”伯尼尔说。“但我们的目标是比人类更能吸引蚊子。”这样,科学家们或许能够设计出能将蚊子从人群中引开并引入陷阱的诱饵。

一个充满蚊子的腔室(顶部)允许研究人员测试什么吸引和驱赶害虫。研究人员使用人类在手掌之间摩擦过的玻璃珠来收集吸引蚊子的化合物。 图片由 Peggy Greb/ARS/USDA 提供

一旦弄清如何吸引蚊子,伯尼尔就可以集中精力研究天然驱蚊剂。他将引诱剂混合物与一种又一种化学物质混合,直到蚊子失去兴趣。一种单一化合物——伯尼尔在获得专利之前不会透露其名称——将昆虫的兴趣降低到6%。与DEET和其他商业驱蚊剂不同,后者只有当蚊子靠近或接触皮肤时才起作用,而这种化合物似乎能阻止昆虫感知目标。当伯尼尔将实验室蚊子暴露在天然驱蚊剂中,然后提供自己的皮肤供其叮咬时,“大多数蚊子甚至不知道那里还有一只手臂。就好像它们的受体被堵塞了。”

这种掩蔽化合物可以用于缓释分配器中,使附近的蚊子对人类的存在视而不见。它们也可能足够安全,可以像普通驱蚊剂一样涂抹在皮肤上。但最令蚊虫控制专家兴奋的前景是一种全身性驱蚊剂:一种能增强身体自身掩蔽化学物质产生的药剂。天然驱蚊剂的发现为这一发展奠定了基础,但可能还需要几十年才能具体实现。

“我们仍然需要弄清楚身体是如何产生这些物质的,以及如何操纵这些过程使一个人对蚊子隐形,”蚊蝇研究小组负责人唐纳德·巴纳德说。他说,饮食可能与此有关,但这种联系尚未得到很好的研究。B族维生素已被证明对蚊子吸引力没有影响,大蒜对吸血鬼的传奇保护似乎不适用于蚊子。燃烧脂肪的运动可能会在皮肤上释放丙酮,出汗可能会增加乳酸的散发。但遗传决定因素,例如皮肤毛孔的密度,也可能发挥作用。“我们对影响这些事情的因素知之甚少,”费城莫内尔化学感官中心的有机化学家乔治·普雷蒂说,他专门研究身体和呼吸气味。

普雷蒂说,更复杂的是,人体新陈代谢可能不是产生身体引诱剂和驱蚊剂的唯一途径。细菌产生导致某些体味的脂肪酸,它们也可能产生其他挥发性物质,包括二甲基二硫。荷兰研究人员报告称,一种生活在脚趾上的细菌菌株产生的硫化合物可能解释了为什么有些蚊子喜欢脚。

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巴纳德说,无论是人还是微生物产生的,大多数人的皮肤上都会出现相同的化合物。但每种化学物质的含量因人而异,这些差异可能解释了昆虫的偏好。这些天然气味如何相互作用以引诱蚊子或使其远离,目前尚不清楚:例如,有些化学物质在不同浓度下会产生不同的结果。“在非常低的浓度下,DEET会作为一种引诱剂,”巴纳德说。

高浓度可能也不可取。“二甲基二硫闻起来很臭,而丙酮也不是我愿意在一个封闭房间里长时间待着的东西,”巴纳德说。所以你不能只是随便把乳酸、丙酮和二甲基二硫的混合物涂在一个毫无防备的朋友身上,就指望创造出你自己的蚊子磁铁。“如果那么简单,我们现在就已经发现了。”

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请参阅 Tara Weaver-Missick 的“你有多吸引人?对蚊子来说”,www.ars.usda.gov/ is/AR/archive/ feb00/mosq0200.htm。另请查阅《发现》杂志 1997 年 8 月的“轻元素”专栏,Patricia Gadsby 的“为什么蚊子会吸血”;可在www.discover.com获取。

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