《自然》:蚊子就是愛你“香”!研究發現,我們被蚊子“獨寵”的原因,竟與皮脂中的特殊氣味分子有關 | 科學大發現

轉眼間又到了夏天 , 不知道有多少人和奇點糕一樣 , 獨得蚊子恩寵 , 明明大家都坐在一起 , 蚊子卻偏偏精準定位到了我身上 。 這不禁讓奇點糕好奇 , 蚊子到底是根據什么尋找食物的呢?在蚊子的世界里 , 我們又有什么不同呢?
近期 , 來自美國普林斯頓大學的趙志磊及其研究團隊在《自然》上發表了一項研究成果[1] , 他們發現 , 人類皮脂中的兩種化學物質(癸醛和十一醛)可以激活蚊子觸角中的特殊嗅小球 , 從而幫蚊子精準定位人類 。
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論文首頁截圖
在物種進化的過程中 , 有的蚊子并非要吸人血才能活下去 , 而有的蚊子卻逐漸演變成只叮咬人類的物種 , 例如今天的主角 , 遍布于世界各地的埃及伊蚊(就是我們能看到的大花蚊子) 。
既往研究發現 , 不同生物散發出的氣味會影響蚊子的口味偏好 , 但關于人類的氣味為什么會讓埃及伊蚊趨之若鶩 , 以及埃及伊蚊的嗅覺系統又是如何區分這些味道的 , 目前還不清楚 。
為了解答以上問題 , 研究人員先是收集了人類和動物身上的氣味進行分析 , 然后再測試埃及伊蚊對這些氣味的反應 。
為了更好地收集氣味 , 小型的動物被整只放進收集裝置 , 體型大一點的動物(如綿羊和狗) , 需使用25g毛發水浴加熱 。 至于人身上的味道 , 則需要一點“自我犧牲” , 在幾天不洗澡后 , 脫光衣服的研究人員要躺在一個透明的通風袋里 , 待上2個小時 。
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氣味收集裝置
接下來 , 研究人員開始測試埃及伊蚊的大腦對這些氣味的反應 。 為了將這一過程可視化 , 研究人員利用CRISPR-Cas9在埃及伊蚊感覺神經元受體上插入了GCaMPf(一種鈣離子熒光蛋白)基因序列 。 當用雙光子顯微鏡觀察時 , 研究人員就可以清楚地看到有哪些神經元在接受氣味時被點亮了 。
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基因編輯后 , 埃及伊蚊大腦中的熒光反應
原本 , 研究人員以為這一過程要調動埃及伊蚊初級嗅覺腦區的很多嗅小球 , 可讓人意外的是 , 只有3個嗅小球參與了人類和動物的氣味篩選過程 。 它們分別是只能被人類氣味激活的嗅小球H , 只能被動物氣味激活的嗅小球A , 以及可以被人和動物氣味同時激活的嗅小球B , 但只有嗅小球H和嗅小球B與人類氣味相關聯 。
《自然》:蚊子就是愛你“香”!研究發現,我們被蚊子“獨寵”的原因,竟與皮脂中的特殊氣味分子有關 | 科學大發現】哪怕后續增加多種人類或動物的氣味樣本 , 得到的結果都是一樣的 。 也就是說 , 蚊子的大腦在用一種非常簡單的方式區分人和動物 。
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不同氣味激活的腦區3D展示 , 綠色:嗅小球H區域 , 橙色:嗅小球A區域 , 藍色:嗅小球B區域
隨后 , 研究人員又分析了人類和動物身上氣味的不同之處 。
將人類和不同動物皮膚分泌物和表皮細菌分泌物的成分做了全面檢測后 , 研究人員發現 , 人和動物皮膚上攜帶的氣味種類幾乎是一模一樣的 , 只是主要成分略有不同[2] 。 分析顯示 , 與動物相比 , 人類身上氣味中的長鏈醛類 , 如癸醛、十一醛的含量明顯更高 , 造成這樣的原因是在漫長的進化中 , 人類學會了衣以蔽體 , 逐漸拋棄了厚厚的皮毛 , 把嬌嫩的皮膚直接暴露于空氣中 。 為了保護表皮 , 人類皮膚會分泌一些特殊的物質 , 而前面提到的長鏈醛類就是這些分泌物在空氣中的氧化產物 。