研究发现蚊子不仅会产卵还会在干旱期间解渴
当它炎热干燥时,蚊子就像你的清爽味道一样。辛辛那提大学的生物学家发现,雌性蚊子不仅能够获得产卵所需的蛋白质,还能在干旱期间解渴。现在研究人员正在试图找出蚊子必须多久咬一口以保持水分,这可以帮助医生对抗疟疾等疾病。该研究结果发表于5月1日的“科学报告”。
“这很有道理,”UC生物学学生和研究合着者Elise Didion说。“我们发现西尼罗河病毒在干旱期间的传播率最高,因为蚊子可能会使用血粉代替他们失去的水。”
研究人员于1月份在综合和比较生物学学会会议上介绍了这项研究。
在下雨之后,当蚊子在积水中产卵时,蚊子通常会造成滋扰和疾病威胁。但UC的研究发现,干燥的条件对叮咬害虫的保护很少。
由于它们携带的疾病,蚊子是迄今为止对人类最致命的动物威胁。仅疟疾每年就有超过40万人死亡。世界上大约一半人口面临感染风险。蚊子还携带许多其他致命或使人衰弱的疾病,包括黄热病,登革热和脑炎。在美国,已知蚊子传播西尼罗河,东部马脑炎和寨卡病毒等病毒。
UC生物学教授Joshua Benoit说,关于他们的生理和行为的每一个新细节都可以帮助卫生机构对抗由蚊子传播的疾病。
“这将有助于更好地模拟疾病爆发的时间,”Benoit说。“当它干燥时,蚊子可能比有限的水或花蜜更容易找到宿主。”
研究人员表示,对蚊虫行为的新见解是偶然发生的。
当一些人从小瓶中逃出时,加州大学的学生正在研究一批口渴,脱水的蚊子。
“他们注意到蚊子非常具有侵略性,”迪迪恩说。“他们都试图咬人。”
Benoit和他的学生在他们的生物实验室里研究蚊子,在这个实验室中,六个成年人的成年人被隔离在一个温度高达82度的房间内的大网箱中。每个盒子都有水和花蜜的来源,还有一个产蛋的地方,可以产生持续的实验室标本供应。
“这就像那里的丽思卡尔顿酒店,”加州大学学生Gabriela Nine开玩笑说。
研究人员研究了常见的蚊子库蚊(Culex pipiens)进行脱水研究。但根据疾病控制和预防中心的数据,该实验室还是更具侵略性的埃及伊蚊(Aedes aegypti)的家园,埃及伊蚊是最有可能传播寨卡病的物种。
雌性蚊子通常需要血液中的蛋白质来产卵。学生们用一层模仿动物皮肤的薄膜覆盖一大堆鸡血。
蚊子对动物呼吸中的二氧化碳很敏感,这是他们追随你的有趣方式之一。迪迪恩说,她在喂食时呼吸网笼,以刺激他们的食欲。即便如此,笼中的1000多只蚊子中只有少数通过落在金属盘上而作出反应。
Benoit说蚊子令人惊讶的是,当他们有足够的水和水分时,他们会不经常寻求血粉。
“通常只有5%或10%的雌性蚊子会随时喂食,具体取决于物种,”他说。“脱水对它们是否正常喂食有很大影响。”
在他们的研究中,脱水促使多达30%的雌性蚊子寻求血粉。
研究人员推测,脱水会导致北方蚊子的新陈代谢受到抑制,活动减少,血液供应减少。但令人惊讶的是,他们发现脱水的条件增加了蚊子降落和以寄主为食的倾向。同时,当暴露于类似的温度和湿度时,容易获得水的蚊子不会以更高的速率寻找血餐。
学生们在自然但受控制的条件下对他们的理论进行了测试,这是UC辛辛那提郊外的一个庞大的研究中心。研究人员在一个名为mesocosm的大型网状围栏中发布了成年蚊子,这些蚊子模仿了他们在自然界中会发现的情况。
一个多星期后,研究人员推出了一种膜覆盖的血液盘,模仿鸟类或动物宿主。研究人员随后在下雨后一天和干涸后一天收集了一些喂食蚊子的蚊子 - 看看他们在两组中可以检测到的生理差异,以及他们也采样的随机非喂食蚊子。
生物学家发现,与不口渴的蚊子相比,中胚层的脱水蚊子更容易寻找血粉。
Benoit和他的生物学学生与加州大学数学科学教授Yanyu Xiao合作,他们提出的模型可以预测在不同天气条件下的咬伤率和由此引起的疾病传播。
“我一直在研究疟疾和西尼罗河等蚊媒疾病,所以这对我来说是扩大研究网络的最佳选择,”肖说。
肖说要跟踪由蚊子传播的疾病,你也必须了解人类的人口统计数据。
“在我的文献综述中,我发现典型的疾病感染并非在夏季,而是在水位萎缩和花朵枯竭的短暂时期,”她说。“看看每天的降雨和季节性干旱模式。”肖说,对这两种模式的研究证明了蚊子“真的在寻找人类的血液”。
肖说,无论是佛罗里达还是加拿大,无论走到哪里,蚊子都是她的个人克星。
“艾伯塔省的蚊子很大。我第一次去那里参加会议时,我在演讲后沿着河边散步。之后我看不到,我的脸被咬得太厉害了,”她说。
Benoit表示,蚊子不需要很长时间就能脱水到可以寻求血粉的程度。
“我们在低湿度和高温下看到了两到三个小时内的行为影响,”Benoit说。“这完全改变了他们的行为。”
在暴露于脱水条件下的另外两种实验室蚊子中观察到类似的行为变化。
加州大学学生和研究报告的共同作者克里斯托弗·霍姆斯说,这项研究有望拯救生命。
“如果我们知道蚊子如何应对干旱,我们可以更好地预测何时会发现疾病爆发,”福尔摩斯说。“这是朝着理解环境如何影响蚊子的正确方向迈出的一步,我们现在无法回答这些问题。”
在蚊子对健康构成威胁的地区,气候变暖可能意味着更频繁和更长时间的干旱。
“你可以看到对蚊子的影响可能会随着干旱频率的增加而加剧,持续时间的增加和严重程度的增加,”福尔摩斯说。
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