你耳朵里发出的高音嗡嗡声是雌蚊子外出狩猎的明确信号——因为它们而不是雄蚊子会吸血。听到这种语气可能会让你转身试图拍打害虫。但对于雄蚊来说,这种语气意味着是时候交配了
华盛顿大学研究人员领导的一个国际团队发现了蚊子交配的惊人细节,这可能会改进疟疾控制技术,甚至有助于开发精确的无人机飞行
在8月30日发表在《当代生物学》杂志上的一篇论文中,研究小组透露,当雄性Anopheles coluzzi蚊子听到雌性特有的翅膀拍打声时,他的视力就会变得活跃
许多蚊子的视力相对较差,非洲疟疾的主要传播者库鲁齐按蚊也不例外。但研究小组发现,当雄性听到雌性飞行的嗡嗡声时,它的眼睛会“激活”,并在视觉上扫描附近的潜在伴侣
即使在繁忙拥挤的多情蚊子群中,研究人员也发现雄性蚊子可以在视觉上锁定目标。然后,他加快速度,灵巧地穿过蜂群,避免与其他动物相撞
“我们在雄性蚊子寻找伴侣时发现了这种令人难以置信的强烈关联:它们听到特定频率的翅膀拍打声——雌性发出的那种——这种刺激会激活视觉系统,”主要作者、华盛顿大学生物学博士后研究员Saumya Gupta说。“它显示了不同蚊子感觉系统之间复杂的相互作用。”雄性蚊子听到类似雌性的嗡嗡声并朝视野中的物体移动之间的这种强烈联系可能为蚊子控制开辟了一条新途径:针对传播疟疾的按蚊的新一代诱捕器。
“这种声音对雄性蚊子非常有吸引力,以至于它们会转向它们认为可能的来源,无论是真正的雌性蚊子还是蚊虫诱捕器,”华盛顿大学生物学教授、资深作者Jeffrey Riffell说
像大多数按蚊一样,柯鲁齐按蚊在日落时成群结队地交配。这些虫群中的大部分是雄性,只有少数雌性。在人眼看来,蜂群可能看起来很混乱。蚊子,无论男女,都会迅速地从对方身边掠过。雄性必须用它们的感官来避免碰撞,并找到一只罕见的雌性
Gupta、Riffall和他们的同事——包括荷兰瓦赫宁根大学、布基纳法索健康科学研究所和法国蒙彼利埃大学的科学家——想了解蚊子感官之间的相互作用以及它们在这些群体中是如何协同工作的为了测试单个雄性蚊子的飞行行为,他们建造了一个微型竞技场,使用弯曲的像素化屏幕来模拟群体的视觉混乱。这个竞技场本质上是一个蚊子飞行模拟器。在这张照片中,被拴着不能自由移动的蚊子测试对象仍然可以看到、闻到和听到,还可以拍打翅膀,就像在飞行一样
在对数十只雄性Anopheles coluzzi蚊子的竞技场测试中,研究人员发现,根据研究人员向竞技场发出的声音,雄性蚊子对视野中的物体有不同的反应
雄性库鲁齐按蚊的图片。图片来源:Adam Blake飞行模拟器竞技场用来测试一只蚊子。对于被束缚的人来说,它里面的灯光看起来是不同的视觉对象。图片来源:Saumya Gupta飞行模拟器竞技场用于测试一只蚊子。对于被束缚的人来说,它里面的灯光看起来是不同的视觉对象。图片来源:Saumya Gupta如果它们播放450赫兹的音调——雌性蚊子在这些蚊子群中拍打翅膀的频率——雄性蚊子就会转向这个物体。但如果研究人员播放700赫兹的音调,雄性并没有试图转向物体,这更接近它们的雄性同伴拍打翅膀的频率
蚊子对物体的感知距离也很重要。如果模拟物体出现在超过三个身体长度的地方,即使有类似女性的飞行音调,他也不会转向它
里夫费尔说:“蚊子眼睛的分辨率比人眼的分辨率低约1000倍。”。“蚊子倾向于使用视觉进行更被动的行为,比如避开其他物体和控制它们的位置。”除了在听到雌性飞行音调时对物体做出剧烈反应外,竞技场实验还表明,雄性对其他物体做出了不同的微妙飞行调整。他们根据视野中的物体调整了翅膀拍的振幅和频率,即使扬声器中没有发出翅膀拍的声音
研究小组假设,这些视觉驱动的反应可能是躲避物体的预备动作。为了了解更多信息,他们在实验室拍摄了仅限雄性的蜂群。对这些动作的分析表明,当雄性靠近另一只雄性时,它们会加速离开
古普塔说:“我们相信我们的研究结果表明,雄性在蜂群中使用近距离视觉线索来避免碰撞。”。“然而,听到雌性飞行音调似乎会极大地改变它们的行为,这表明整合声音和视觉信息的重要性。”这项研究可能通过针对蚊子如何整合听觉和视觉线索来展示一种新的蚊子控制方法。当雄性蚊子听到雌性蚊子的嗡嗡声时,它们对视觉线索的强烈和持续的吸引力可能是研究人员在设计下一代蚊子陷阱时可以利用的一个弱点,特别是针对疟蚊的陷阱,按蚊是疟疾病原体的主要传播者
Riffell说:“蚊子群是蚊子控制工作的一个受欢迎的目标,因为它确实可以大大减少叮咬。”“但随着蚊子产生抗药性,今天的措施,如杀虫剂,越来越不有效。我们需要新的方法,如诱饵或陷阱,以高保真度吸引蚊子。”
Journal information: Current Biology
Provided by University of Washington
2024-09-15
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