夏末初秋是蚊子一年中的最后一個(gè)繁衍高峰，承擔(dān)種群繁衍的雌蚊會(huì)抓住一切機(jī)會(huì)瘋狂叮咬人類，所以民間才有“秋蚊子猛如虎”的說(shuō)法。皮膚的痛癢難耐還只是皮外傷，蚊子最可怕的地方在于它是一種常見(jiàn)的病原體傳播媒介，每年全球有數(shù)億人染上蚊媒疾病。

這些不起眼的蚊子，到底是怎樣找到人類的？流傳度最高的答案是二氧化碳和人的氣味。但最新發(fā)表在《自然》雜志上的一項(xiàng)研究顛覆了大家的認(rèn)知：蚊子最遠(yuǎn)可以在70厘米外通過(guò)紅外輻射感知宿主。那么，蚊子是如何利用紅外機(jī)制“尋人”的？這一發(fā)現(xiàn)能為人類控制蚊媒疾病的傳播帶來(lái)什么啟發(fā)？

“危險(xiǎn)”的蚊子屢登科學(xué)頂級(jí)期刊

如果要選出一種討厭的生物，相信絕大多數(shù)人的答案都是蚊子。蚊子屬于昆蟲(chóng)綱雙翅目蚊科，是具有刺吸式口器的纖小飛蟲(chóng)，通常雌性以血液為食，雄性則吸食植物汁液。因此，叮咬人類、傳染疾病的蚊子，一般都是雌蟲(chóng)。

為什么小小的蚊子備受科學(xué)家關(guān)注，有關(guān)它的研究還能登上科學(xué)頂級(jí)期刊呢？原因就是蚊子實(shí)在是太危險(xiǎn)了。說(shuō)到世界上最危險(xiǎn)、最致命的動(dòng)物，人們可能會(huì)聯(lián)想到老虎、獅子、毒蛇乃至食人魚(yú)，但恐怕料不到，這些動(dòng)物給人類帶來(lái)的殺傷力遠(yuǎn)不如蚊子。根據(jù)世界衛(wèi)生組織公布的數(shù)據(jù)，蚊子傳播的疾病每年會(huì)殺死72萬(wàn)人，說(shuō)蚊子是人類的頭號(hào)殺手并不夸張。

每年，世界范圍內(nèi)導(dǎo)致大量傷亡的瘧疾、絲蟲(chóng)病、登革熱、黃熱病、流行性乙型腦炎等疾病都與蚊子的傳播脫不了干系。以在全球致死性寄生蟲(chóng)病中排名第一的瘧疾為例，這是一種由蚊子攜帶的瘧原蟲(chóng)導(dǎo)致的疾病，患者會(huì)出現(xiàn)反復(fù)發(fā)作的間歇性寒戰(zhàn)，所以該病又被稱作“打擺子”。每年有數(shù)億人感染瘧疾，受到致命威脅，直到我國(guó)科學(xué)家屠呦呦發(fā)現(xiàn)青蒿素，開(kāi)創(chuàng)瘧疾治療新方法，才有效阻止了疾病的肆虐，屠呦呦也因此獲得了2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。其他諸如登革熱、絲蟲(chóng)病、黃熱病等蚊媒傳染病，同樣是非常嚴(yán)重且有可能致死的傳染病。

盡管人類發(fā)明了物理性的蚊帳、化學(xué)性的蚊香或殺蟲(chóng)劑，甚至還研究了生物滅蚊（如轉(zhuǎn)基因蚊子），但是面對(duì)蚊子強(qiáng)大的生存繁衍能力，這些方法帶來(lái)的效果十分有限。

因此，科學(xué)界一直在努力探尋應(yīng)對(duì)之法，第一個(gè)突破口就是搞清楚蚊子是如何準(zhǔn)確找到人的。比如，2022年中國(guó)小伙趙志磊在美國(guó)的康奈爾大學(xué)讀博期間，在《自然》雜志上解密了蚊子叮人的氣味秘訣；2024年，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)圣巴巴拉分校的克雷格博士團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志上刊文稱，蚊子可以通過(guò)紅外輻射來(lái)感知人的存在。不僅如此，蚊子還能感知得了蚊媒疾病的人。2017年，瑞典斯德哥爾摩大學(xué)費(fèi)伊教授團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》雜志上揭示了一個(gè)現(xiàn)象，人如果感染了瘧原蟲(chóng)，那么皮膚表面就會(huì)釋放出更多的揮發(fā)性物質(zhì)，從而吸引更多蚊子；無(wú)獨(dú)有偶，2024年，中國(guó)清華大學(xué)的程功教授團(tuán)隊(duì)指出，感染了蚊媒傳染的寨卡病毒或者登革熱病毒，無(wú)論是人還是動(dòng)物都會(huì)吸引更多蚊子，相關(guān)研究發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上。

這些研究使得蚊子能夠?qū)掖蔚巧峡茖W(xué)頂級(jí)期刊，讓人不得不感慨蚊子這個(gè)種群的強(qiáng)大，當(dāng)然，也為科學(xué)家防御蚊子提供了新的思路。

蚊子“下嘴”挑不挑血型

是什么原因?qū)е挛米佣Ｈ宋?？它們又是如何精?zhǔn)地找到人的呢？搞清楚其中的原委，就可以制定策略來(lái)應(yīng)對(duì)蚊子的騷擾。

蚊子吸血，所以很多人會(huì)下意識(shí)覺(jué)得，它是靠血型來(lái)選擇宿主的，得出其對(duì)血型有偏好的結(jié)論。2021年，中國(guó)、巴基斯坦和尼日利亞三國(guó)的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)通過(guò)體外喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)對(duì)蚊子的偏好性進(jìn)行了檢測(cè)，排除掉其他因素區(qū)別后發(fā)現(xiàn)，蚊子對(duì)人的血型有偏好。

蚊子吸血至少有兩個(gè)目的：一是為自己攝取血液營(yíng)養(yǎng)，二是血液可能刺激蚊子繁殖。于是，研究人員對(duì)斯氏按蚊的攝食偏好及繁殖結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。結(jié)果顯示，在消化營(yíng)養(yǎng)方面，蚊子攝食O型血的消化率是最高的，其次是B型血和A型血，消化率最低的是AB型血；在繁殖方面，攝食B型血的蚊子產(chǎn)卵率最高，其次是O型血和AB型血，產(chǎn)卵率最低的是A型血。當(dāng)把蚊子置于風(fēng)洞生物測(cè)定和蚊子觸角電位測(cè)定后顯示，蚊子更喜歡B型血，而對(duì)O型血和AB型血無(wú)顯著差異。

隨后，研究人員對(duì)埃及伊蚊做了類似研究，結(jié)果無(wú)甚區(qū)別。當(dāng)然，也有其他研究結(jié)果不認(rèn)可這個(gè)結(jié)論，認(rèn)為蚊子對(duì)O型血更感興趣。

需要說(shuō)明的是，科學(xué)界還有不少研究者認(rèn)為“蚊子有血型偏好”一說(shuō)是偽科學(xué)，蚊子并不會(huì)感知到人的血型區(qū)別。從原理上解釋不通，人的血型與血液抗原差異有關(guān)，這是個(gè)免疫問(wèn)題而非嗅覺(jué)問(wèn)題，蚊子怎么能感知免疫問(wèn)題？更別提人的血液被血管包裹并埋在皮膚等組織下，皮膚是一道天然屏障，蚊子要想提前感知血型再發(fā)動(dòng)攻擊，難上加難。比如，美國(guó)科學(xué)家Thornton曾經(jīng)為了考察血型、出汗情況、膚色、體毛對(duì)蚊子叮咬的影響做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)除了出汗，血型等其他因素與蚊子叮咬并無(wú)必然聯(lián)系。所以，關(guān)于血型和蚊子的關(guān)系還未有定論，需等待更多研究。

“人味”可能是招蚊子的主要原因關(guān)于人招蚊子的原因，“氣味說(shuō)”倒是達(dá)成了共識(shí)。

昆蟲(chóng)常見(jiàn)識(shí)別對(duì)象的方法是通過(guò)視覺(jué)和氣味。蚊子的視覺(jué)較差，它的飛行軌跡往往不是直線，而是摸索著飛，相比之下，氣味所起的作用更明顯，那是什么氣味呢？

早在2011年，美國(guó)科學(xué)家德克爾就關(guān)注過(guò)蚊子和二氧化碳的關(guān)系。正常空氣和人呼出空氣的一個(gè)重要區(qū)別是后者包含二氧化碳這種成分，進(jìn)而使得周邊空氣中的二氧化碳濃度更高。研究人員進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，蚊子活動(dòng)的軌跡和二氧化碳/體味混合味氣體有較高的關(guān)聯(lián)度，證明二氧化碳是蚊子識(shí)別人的一個(gè)重要因素。比如，研究人員在箱子里放進(jìn)100只饑餓的蚊子，然后在箱子兩端分別準(zhǔn)備了人的氣味和動(dòng)物的氣味，結(jié)果這些蚊子毫不猶豫地統(tǒng)一飛到了有人氣味的一端。

但新的問(wèn)題出現(xiàn)了：能呼出二氧化碳和有體味的除了人類，還有動(dòng)物，難道追著人叮的蚊子還有物種偏好嗎？事實(shí)上，自然界有3500多種蚊子，其中大部分種類都是隨機(jī)叮咬的，不分人或動(dòng)物，只有不到十種蚊子比較特殊，愛(ài)叮人，同時(shí)也是傳播疾病的媒介。叮人的蚊子種類主要包括埃及伊蚊（白紋伊蚊）、淡色庫(kù)蚊、中華按蚊和三帶喙庫(kù)蚊。其中，埃及伊蚊主要在白天吸血，喜歡在灌木叢、樹(shù)林、草坪等環(huán)境中生存，能夠傳播登革熱、基孔肯雅熱等疾病；淡色庫(kù)蚊主要在夜晚吸血，常出沒(méi)于家庭環(huán)境中，可傳播乙腦；中華按蚊兼吸人、畜血液，是瘧疾和馬來(lái)絲蟲(chóng)病的重要媒介；三帶喙庫(kù)蚊主要在黃昏和黎明時(shí)分吸血，也是乙腦的主要傳播者。

令人好奇的是，蚊子是怎樣做到區(qū)分人與動(dòng)物的氣味的呢？

其實(shí)，人與動(dòng)物的氣味本質(zhì)上都是一系列化合物的組合，里面有上百種化學(xué)分子，這些分子組成不同就造成了氣味的差異。經(jīng)過(guò)對(duì)比研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有幾種成分比較特殊，尤其是癸醛和甲基庚烯酮，人體散發(fā)的氣味里這類成分特別多。其原因是人在進(jìn)化過(guò)程中體毛變少，導(dǎo)致皮膚裸露，于是這些成分會(huì)分泌出來(lái)保護(hù)皮膚，從而被蚊子捕捉到。

大腦是決策中樞，它決定了動(dòng)物的很多行為，包括對(duì)食物的興趣。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)只給蚊子流通空氣而不提供氣味分子時(shí)，蚊子的大腦幾乎沒(méi)有被激活，但若是散發(fā)了人的氣味，蚊子大腦的嗅小球就被大量激活?？雌饋?lái)，“人味”是吸引蚊子的關(guān)鍵存在。

研究蚊子“尋人”機(jī)理有助避開(kāi)叮咬

一段時(shí)間以來(lái)，關(guān)于蚊子如何找到人的機(jī)制，雖然談不上全面，但普遍共識(shí)是氣味為核心，血型或許有些影響。日前，發(fā)表在《自然》雜志上的新研究又顛覆了人們的認(rèn)知：蚊子竟然有紅外輻射識(shí)別能力。美國(guó)加利福尼亞大學(xué)圣巴巴拉分校研究人員領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)稱，蚊子能通過(guò)感知源自人體皮膚溫度的紅外輻射來(lái)追蹤人類宿主。

要知道，凡是高于絕對(duì)零度（熱力學(xué)的最低溫度，約為-273.15℃）的物體都可以產(chǎn)生紅外輻射，而感知紅外輻射是生物感知外界的一種能力。先前科學(xué)家就很好奇，蚊子有沒(méi)有紅外輻射感知能力？一開(kāi)始，他們用紅外輻射來(lái)檢測(cè)蚊子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)蚊子對(duì)這種刺激不敏感，所以一度否定了蚊子對(duì)紅外輻射的感知能力。

那如果把紅外輻射和蚊子的其他感知系統(tǒng)疊加在一起呢？

研究人員將可傳播登革熱等傳染病的雌性埃及伊蚊放在兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)。他們選擇了公認(rèn)的能夠吸引蚊子的成分二氧化碳和人類氣味分子，并放置進(jìn)兩個(gè)區(qū)域，然后對(duì)紅外輻射進(jìn)行了阻隔，使得只有一個(gè)區(qū)域能夠接收到紅外輻射。其結(jié)果令科學(xué)家大為吃驚：在能接收紅外輻射的區(qū)域，蚊子尋找吸血目標(biāo)的活動(dòng)頻率增加了一倍，且在距離紅外輻射源約70厘米的范圍，這種活動(dòng)頻率仍維持在較高水平。這意味著，蚊子真的可以感知紅外輻射，甚至遠(yuǎn)距離依然有效，這一發(fā)現(xiàn)可以說(shuō)是顛覆教科書(shū)式的存在。

蚊子能感知紅外輻射，是蚊子的觸角在發(fā)揮作用。它的觸角末端神經(jīng)元會(huì)表達(dá)溫度敏感蛋白，而這個(gè)蛋白有助于感知溫度。若有一天這個(gè)蛋白發(fā)生變異，那么蚊子就會(huì)失去這種感知功能。

這一新發(fā)現(xiàn)或許可以解釋為什么同一個(gè)人穿著緊身衣物或?qū)捤梢挛飳?duì)于蚊子的吸引力不一樣，寬松衣物更能阻擋蚊子的叮咬，因?yàn)閷捤梢挛锱c皮膚間的空氣層更厚，在一定程度上阻礙了紅外輻射的傳遞，從而減少對(duì)蚊子的吸引。

可見(jiàn)蚊子很狡猾，難怪過(guò)去科學(xué)家單獨(dú)用紅外輻射來(lái)研究蚊子卻沒(méi)有收獲，誰(shuí)讓蚊子會(huì)做“綜合判斷”呢？光有紅外輻射不行，還需要?dú)馕逗投趸?，否則不會(huì)行動(dòng)。研究人員總結(jié)，單一的紅外輻射條件并不足以刺激蚊子去尋找宿主，只有在二氧化碳濃度、氣味等多種條件具備時(shí)，紅外輻射對(duì)蚊子尋找宿主的刺激性影響才會(huì)顯現(xiàn)。

減少蚊子數(shù)量和避免蚊蟲(chóng)叮咬是人類預(yù)防蚊媒疾病傳播的關(guān)鍵，而了解蚊子“尋人”的機(jī)理，對(duì)于減少蚊子叮咬、切斷蚊媒疾病傳播有重大意義。傳染病有三大要素，分別是傳染源、傳播途徑和易感人群。而在蚊媒疾病中，蚊子在每個(gè)要素里都扮演了角色：蚊子本身就是病原體的宿主，如瘧原蟲(chóng)會(huì)在蚊子體內(nèi)進(jìn)行配子結(jié)合完成生殖過(guò)程；叮人的蚊子可以傳播多種病原體，如傳播登革熱的主要是埃及伊蚊；哪些人群容易被蚊子盯上，更是關(guān)系到蚊媒疾病的發(fā)病以及進(jìn)一步傳播，蚊子有多重手段來(lái)提高識(shí)別人的能力，且偏好已經(jīng)被蚊媒疾病感染的人，這會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致疾病擴(kuò)大傳播。

正因如此，關(guān)注蚊子識(shí)別人的原因和過(guò)程，有助于蚊媒疾病的防控。例如，針對(duì)蚊子的紅外輻射識(shí)別能力，可以設(shè)計(jì)出紅外輻射捕蚊器來(lái)捕捉蚊子，也可以通過(guò)改善衣著來(lái)削弱紅外輻射從而避開(kāi)蚊子叮咬。如果能降低蚊子的叮咬幾率，自然就能減少蚊子給人類帶來(lái)的健康威脅。當(dāng)然，這是條漫長(zhǎng)的生物科學(xué)探索之路。人體分泌的“招蚊”成分是由哪些基因、蛋白及代謝過(guò)程產(chǎn)生的？如何安全干預(yù)人體散發(fā)氣味的成分？能不能模擬這些成分制造出產(chǎn)品來(lái)干擾蚊子叮人甚至無(wú)害滅蚊？這些都需要進(jìn)一步的探究。

（作者為中國(guó)科學(xué)院西南生物多樣性中心生物學(xué)博士）