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公蚊子首次被发现也爱吸血,不过吸完后结局很惨

撰文 | 七君
 
常识告诉我们,吸血的是母蚊子,公蚊子不吸血,公蚊子只能吸甜甜的东西,比如糖水。但是5年前研究者们却有了一个意外发现:一种常见的公蚊子也可以吸血;但是吸血后,它们却要付出惨痛的代价。
蚊子会传染多种疾病,比如登革热、黄热病。每年因为蚊子携带的传染病而死亡的人数超过战争、恐怖主义和其他疾病的总和。光是蚊子传播的疟疾每年就会造成近63万人死亡,蚊子是世界上最大的杀手。
 
一般来说,母蚊子在交配后,至少要吸血1次才能产卵。因为如果没有血液里的蛋白质,蚊子卵就无法发育,所以为了孩子的未来,“怀孕”的母蚊子必须要嘬你几口。不过,母蚊子在不吸血的时候还会和公蚊子一样喝点糖水(比如花蜜)补充能量。
 
一直以来,生物学家们都认为公蚊子只喝糖水,不吸血,因为它们没有吸血所须的作案动机。
 
但是加州大学戴维斯分校的昆虫学杰出教授 Walter S. Leal 和同事 Mahmood R. Nikbakhtzadeh、Buss K. Garrison 在2016年意外发现,公蚊子有机会也会吸血,但是结局并不美好。
 
他们通过一系列实验发现,能传播寨卡病毒和西尼罗河病毒的库蚊(Culex quinquefasciatus)的雄蚊是可以吸血的,这也是公蚊子首次被发现可以吸血。
雌性库蚊(Culex quinquefasciatus)。来源:Peter J. Bryant/nathistoc.bio.uci.edu
 
从研究者提供的中我们可以看到,公蚊子们开开心心地啜饮着血淋淋的棉花球。即使棉花球上还包着一层薄薄的石蜡作为阻挠,公蚊子们也没有被赶跑。
雄性库蚊吸血(左),在有石蜡薄膜掩盖(右)的情况下也能吸。来源:(DOI)10.3389/fphys.2016.00004
 
为了看看公蚊子到底是喜欢血液还是糖水,研究者们使用了这样的一个装置——
来源:(DOI)10.3389/fphys.2016.00004
 
糖水和血水被分别放在蚊子笼两侧,公蚊子可以自由选择要去哪儿吸。接着研究者记录下两个端口的用户数量。
 
结果,去喝血和去喝糖水的公蚊子数量没有什么差别。在30分钟内,大约20-40%的公蚊子会去吸血。也就是说,对公蚊子们来说,血液和糖水一样好喝。这些研究者还发现,公蚊子有没有交配并不影响它们爱不爱喝血。
不管血棉球放在左边还是右边,都有许多公库蚊光顾,吸血的公蚊子数量和吸糖水的没有显著差异。来源:(DOI)10.3389/fphys.2016.00004
 
但是,为了吸血,公蚊子们也要付出生命的代价。
 
作为对比,只能喝水的蚊子的寿命不到5天,而能喝到糖水的公蚊子至多能活40天。而只能喝血的公蚊子一般活不到第五天,就和只喝白水的效果是一样的。
 
当然,这并不是因为喝血让公蚊子营养不良。实际上,又能喝血又能喝糖水的公蚊子的寿命也比只能喝糖水的要短,研究者们也用实验验证了这一点。
 
在喝糖血混合“奶茶”的公蚊子里,血液含量越高,死得越快。比如喝含糖量10%、含血量40%的“奶茶”的公蚊子的平均寿命是3.1天。只有不加血的纯糖水才是公蚊子的长寿饮品,喝了它们公蚊子的寿命可达1个月。
那我们是不是应该担心也能吸血的公蚊子呢?
 
大可不必。
 
首先,和母蚊子相比,这些公蚊子的胃口小的多。为了研究公蚊子究竟喝了多少血,研究者们为公蚊子切腹取血。结果显示,公蚊子没有母蚊子能喝,它们平均只能喝0.5微升的血,胃口大概只有母蚊子的10%。
 
另外,公蚊子的作案工具因为太短而无法插入你的身体,不会对你造成肉体伤害。
是这样的,蚊子用来切肉的道具——上顎的长度有很大的性别差异,母蚊子的比公蚊子的长多了。这也是为什么公蚊子无法吸血,因为它们用的是“纸吸管”,戳不破人皮奶茶盖膜啊。
蚊子的上顎(mandible)和下颚(maxillary palpi)都是用来切割的,母蚊子的上顎比公蚊子的长很多。
 
当然从另一个角度来说,给公蚊子配纸吸管也是为了它们好,毕竟人血对它们来说是肥宅短命水啊。
那么,为什么公蚊子吸血后会暴毙,而母蚊子不会呢?
 
实际上,脊椎动物的血液对昆虫来说是毒药。
 
2018年,俄勒冈大学的生物学家 William E. Bradshaw 和同事发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究介绍,如果不小心吸到40摄氏度的血液,蚊子会因为遭到热冲击(thermal shock)而有生命危险。所以怕蚊子咬的话应该随身携带高烧病人投毒。
其次,脊椎动物血液中的血红细胞分解后会释放出有毒的血红素。
 
蚊子和许多小昆虫的肠子内壁上有一层叫做围食膜(Peritrophic matrix)的保护膜。一些能吸血的昆虫,比如雌性埃及伊蚊(Aedes aegypti)的围食膜有特别的技能,能拦住血红素和铁,化解血红素的毒性,但是其他昆虫却不能。所以说,没有特殊的硬件,吸血对昆虫来说就和自杀没什么不同。
鳞翅类昆虫的围食膜(蓝色)。来源:(DOI)10.1016/j.jinsphys.2019.103894
 
至于库蚊公蚊子和母蚊子在吸血能力上的差异,Leal 和同事猜测,这可能是因为公蚊子体内缺乏消化血液的酶,比如腺苷脱氨酶 (ADA)。
 
尽管无法消化血液,也缺乏吸血的装备,公蚊子还是觉得脊椎动物的血液香甜可口,这点倒是令人意外。这些研究者认为,公蚊子拥有和母蚊子一样的搜寻“美食”的受体。这么说起来,公蚊子应该也觉得人类挺香的,就是一直咬不到很暴躁啊。
公库蚊吸完血还砸吧小嘴(清理口器)。来源:(DOI)10.3389/fphys.2016.00004
 
如果看完了以上内容还不能让你解气,那这里再教你一招以爆制包,蚊子包的包的方法。
 
1969年,美国圣母大学的研究者 Robert Gwadz 发现,只要在正确部位给蚊子来一刀,蚊子就会因为饥渴难耐而自爆。
 
这个部位就是腹神经索(ventral nerve cord),它是控制蚊子食欲的“命门”。如果这个神经索被切断,蚊子就会开启吃播模式,能喝掉相当于自身体重4倍的血,把吃播变成吃爆。
蚊子的腹神经索(紫色)所在位置。来源:mosquitolab.zoology.ubc.ca/research
 
下面是墨尔本大学的生物学研究者 Perran Ross 根据 Gwadz 的指导,让一只只身怀六甲的埃及伊蚊把持不住自己,血流如注地瘫软在他身上的画面。
大家看完应该舒服了吧,辛苦 Ross 先生包包换爆爆啦!
 
如果说蚊子吸血就像用吸管喝奶茶,那么公蚊子应该点加糖不加珍珠的。
 
参考资料
 
1. Nikbakhtzadeh, Mahmood R., Garrison K. Buss, and Walter S. Leal. "Toxic effect of blood feeding in male mosquitoes." Frontiers in physiology 7 (2016): 4.
 
2. Bradshaw, William E., et al. "Evolutionary transition from blood feeding to obligate nonbiting in a mosquito." Proceedings of the National Academy of Sciences 115.5 (2018): 1009-1014.
 
3. Graça-Souza, Aurélio V., et al. "Adaptations against heme toxicity in blood-feeding arthropods." Insect biochemistry and molecular biology 36.4 (2006): 322-335.
 
4. Gwadz, Robert W. "Regulation of blood meal size in the mosquito." Journal of insect physiology 15.11 (1969): 2039-2044.
 
5. entomologytoday.org/2020/03/19/when-a-mosquito-cant-stop-drinking-blood-the-result-isnt-pretty/
 
6. entnemdept.ufl.edu/creatures/aquatic/southern_house_mosquito.htm
 
本文经授权转载自微信公众号“把科学带回家”。



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