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蚊子越来越爱咬人,或许是人类活动的不良后果

时间: 2020年07月27日 | 作者: Admin | 来源: 科研圈
一项最新研究分析了蚊子演化出不同“口味”的原因,并指出在未来 30 年,随着城市化进程的发展,爱咬人的蚊子可能越来越多。



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塞内加尔,一只停在水桶上的野生雌性埃及伊蚊。图片来源:Noah H. Rose


全世界大约有 3500 种蚊子,其中大多数物种其实不爱咬人,而更喜欢叮咬其他动物。


来源 Cell Press 等

编译 戚译引


从物种数量上看,全世界有大约 3500 种蚊子,其中专门咬人的只是少数。但是,这些咬人的蚊子种群数量庞大,并且是虫媒传染病的重要传播者。为了预测和帮助控制这些疾病的传播,了解这些蚊子分布在哪些地区、它们为什么会咬人很重要。


最近,普林斯顿大学研究团队在 7 月 23 日的《当代生物学》(Current Biology)发文,提出驱动蚊子咬人的因素主要有两个:干燥的气候和城市生活。基于这些发现,他们预测在未来三十年内,随着城市化程度的提高,咬人的蚊子还会更多。


“埃及伊蚊(Aedes aegypti)在全球热带地区都有入侵,它们对人类宿主和栖息地的强烈偏好使其成为重要的疾病传播媒介。我们发现在它们的原产地,即非洲撒哈拉以南,它们对宿主的偏好有很大的波动,范围从强烈偏好人类,到强烈偏好其他动物,”论文末位作者、普林斯顿大学的卡罗琳·麦克布赖德(Carolyn McBride)说。


大多数蚊子其实并不挑食,能对许多种脊椎动物下口。至于为什么有的蚊子专门咬人,许多学者认为这是因为大约在 1 万年前农业出现的时期,靠近人类聚居地的蚊子开始变得更偏好人类。这一结论也得到了遗传学分析的支持,分析表明许多咬人的蚊子正是在这一时期分化出来;但是,这不能解释为什么蚊子只偏好人类,而不去叮咬人类饲养的家畜。


研究团队认为,很可能是水引发了这种差异。人类会挖水渠进行灌溉,会将水储存起来备用,而蚊子也需要在水中产卵、孵化。为了检验这些假设,团队选择对埃及伊蚊进行观察。它们是登革热、寨卡病毒、黄热病和基孔肯雅病毒的主要传播者,但生活在原产地的一些亚种其实不偏好咬人。


研究人员使用特殊的陷阱,在整个撒哈拉以南非洲的 27 个地点的室外收集埃及伊蚊的卵,然后在实验室测试它们更偏好人的气味还是其他动物气味。实验装置一侧放着活的豚鼠或鹌鹑,另一侧是志愿者的手臂,同时志愿者通过一个面罩将呼吸也吹进装置。当人和动物的气味被充分混合后,蚊子被释放进连接两个装置的管道中,随后研究者对选择人类或动物的蚊子数量进行统计。


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图片来源:Noah H. Rose


他们的研究得出了两个主要发现。首先,他们证明和来自农村或野外的蚊子相比,居住在人口稠密的城市中的蚊子更偏好咬人。但研究人员指出,这一结论仅适用于人口特别稠密的现代城市,因此这不太可能是某些埃及伊蚊种群演化为专门攻击人类的最初原因。


其次,生活在旱季较长、较热的地方的蚊子,对人的气味表现出强烈的偏好。研究团队根据降雨量在一年中的时间分布,评估每个地区的季节性(seasonality),发现该指标有助于解释萨赫勒(Sahel)西部地区的蚊子对人类的偏爱。萨赫勒是位于撒哈拉沙漠以南、苏丹草原以北的一大片半荒漠区域,覆盖多个国家。另一个指标是一年中最热的季度的降雨量,该指标有助于解释蚊子对动物的偏好的行为分布。


普林斯顿大学的诺亚·罗斯(Noah Rose)说:“生活在人口密集的城市周边的蚊子对人类的偏好越来越强,这些城市包括加纳的库马西,和布基纳法索的瓦加杜古;但是这些蚊子只有在干旱季节较强的地区才会演化出对人类的强烈偏爱,尤其在萨赫勒地区,这里一年中只有两个月的集中降雨。我们认为这是因为在这些气候条件下,蚊子尤其需要依靠人类和人类的水源储备来完成生命周期。”


罗斯说:“令我惊讶的是,附近的栖息地没有产生太大的影响,森林和附近城镇的蚊子都有类似的行为。我们认为,进入人文景观可能是蚊子演化出对人类宿主的喜好的主要驱动力。但是在许多情况下,要想让蚊子的行为扩散,需要它们在栖息地之间快速往返,这可能是不切实际的。”


麦克布赖德说:“对于这一物种为何演化成特异性攻击人类,许多人提出过假设,但是我们的研究第一个使用系统的经验数据直接回答了这个问题。”


罗斯继续说道:“当我们更关注具体区域的时候,我们发现人口稠密的地区的蚊子更偏好人类宿主,但这并不取决于样本所属的确切栖息地。令我惊讶的是,在解释当今行为变化方面,气候比城市化更为重要。生活在人口稠密城市中的许多蚊子并不特别偏好叮咬人类宿主。”


麦克布赖德说:“在非洲的许多城市,这一物种其实很不喜欢叮咬人类,我想这会让人们感到惊讶。只有当城市人口极其密集,或位于干旱季节更严重的地方时,它们才会对咬人产生更大的兴趣。”


研究人员证明,集中在基因组的几个关键部分中的基因,推动了蚊子咬人偏好的演化转变。他们还评估了近期的气候变化和城市增长将如何影响蚊子的行为,答案并不乐观:未来几十年的气候变化预计不会导致旱季发生重大转变,但是,快速的城市化可能在未来 30 年内推动撒哈拉以南非洲许多城市的更多蚊子叮咬人类。


研究人员将继续研究蚊子的咬人偏好、气候和城市生活之间的相互作用。他们还想了解为什么蚊子专门针对某些宿主,以及哪些特定基因和遗传变化最重要。


论文信息:

Rose, N., Sylla, M., Badolo, A., Lutomiah, J., Ayala, D., Aribodor, O., Ibe, N., Akorli, J., Otoo, S., Mutebi, J., Kriete, A., Ewing, E., Sang, R., Gloria-Soria, A., Powell, J., Baker, R., White, B., Crawford, J. and McBride, C., 2020. Climate and Urbanization Drive Mosquito Preference for Humans. Current Biology.

https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.06.092 


参考来源:

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-07/cp-hmg071620.php