蚊子(mosquito),早在上亿年前就出现在了地球上,目前世界上有超过3500种蚊子广泛分布在热带和温带地区。

虽然蚊子的种类很多,不过好消息是,只有少数种类的雌蚊子会吸血,所有的雄蚊以及大多数种类的雌蚊都只以花蜜、果汁和植物分泌物为食,但坏消息是,这些吸血的蚊子在吸血的同时还可能传染疾病给你。

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正在吸血的蚊子 图源bbc news

由于在不同生物之间吸食血液,雌蚊也成为了传播一些重大传染病的媒介,例如疟疾、寨卡病、黄热病、登革热、西尼罗河病和其他病毒等。一旦被叮咬,就存在被感染的风险。即便没有被传染,蚊子叮咬时注射的“唾液”也让我们感到瘙痒难耐。

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革登热通过蚊子传播 图源bbc news

那么,在日常生活中,我们有什么办法避免蚊子的叮咬呢?

让蚊子无从下“嘴”

当我们在路上闻到一阵饭菜香味时,很容易顺着香味的来源找到餐厅,而蚊子也是如此,它们可以顺着一缕缕二氧化碳、热气和身体表面散发的汗味精准地找到我们的位置,然后发起攻击。

长期以来,人类对抗蚊子的方式大多是使用驱蚊剂等化学手段,通过掩盖吸引蚊子的诱因,让其避开我们,但也有人担心其中的化学成分会对人体健康以及环境造成影响。为此美国布朗大学的化学工程师罗伯特·赫特提出了一种物理防蚊方法:使用由单层碳原子组成的石墨烯。

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图源Wikipedia

石墨烯薄膜超薄、超轻且导电的特性使其成为了可穿戴织物和皮肤技术的热门组件,已有的研究表明,加入石墨烯材料的穿戴物可用于生物监测、传感器、紫外线防护、化学防御等多种用途。

而赫特注意到石墨烯薄膜完全致密的二维结构,他认为这种材料可以隔绝手臂汗味散发以及阻挡蚊子口器的插入。于是设计了一项“喂”蚊子的实验,而受试者就是赫特团队。

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在实验室测试中,被石墨烯薄膜覆盖的皮肤未受到蚊子攻击 图源Hurt Lab and Brown University

他们首先将毫无防护的手臂伸入满是蚊子的箱子中,毫无疑问,这让其中的蚊子陷入了疯狂,一个个争先恐后地降落在手臂上,上下叮咬。然后,把石墨烯薄片贴在手臂上再放入箱子中,此时的蚊子并没有表现出很大兴趣,即便有几只蚊子落在手臂上,在试图叮咬无果后也兴致缺缺地离开了。

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无保护状态下蚊子聚集在手臂上叮咬

图源研究论文附图

这项实验表明石墨烯可以隔绝皮肤表面散发的气味,让蚊子感受不到,同时结构的特性也让蚊子无法将口器扎进皮肤中。不过值得注意的是,这种防御功能只有当石墨烯薄片处于干燥状态时才有效,也就是说,如果身体表面出了大量的汗液,石墨烯薄片会吸收水分膨胀,让蚊子有了可乘之机。

一巴掌下去,蚊子真的会怕!

“嗡嗡嗡”,当一只蚊子在我们身边环绕飞行时,总是会忍不住伸手想给它一巴掌。

不过,大部分情况下我们很难打中它们,只能恼怒自身动作过慢以及蚊子的快速闪避能力,但即便一击未果,我们也可以追加多次攻击,因为这其实也是一种有效的驱蚊手段。

对于蚊子来说,人类既是食物来源同时也是能致它们于死地的存在,蚊子对此心知肚明。因此在遭遇被叮咬者的防御性行为如拍打、颤动后,它们会关联防御性个体的气味信息,并在一段时间内(最长一天左右)不会对携带该气味的生物攻击,反而会像躲避“瘟神”一样远远避开。

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图源google图片

这实际上利用了蚊子的偏好学习,因为蚊子其实是挑食的,例如长着花斑的埃及伊蚊最喜欢的食物是人类的血液,但如果实在叮不到人,偶尔也会对狗、牛等动物下手,然而,一旦它们有机会可以叮人,那么会将注意力放回人类身上,这是蚊子长期学习所形成的偏好。

但是反过来我们也可以利用这种学习,在大多数昆虫中,多巴胺对于学习能力至关重要,这有助于它们记住正面和负面的反馈。当蚊子吸食到人类血液时,多巴胺给出的是正向反馈,这会让蚊子喜欢上这种味道;但如果蚊子在进食的过程中,遭受了攻击,那么多巴胺给出的将是负向反馈,进而让蚊子对此产生厌恶。

这就好比你在吃饭时,突然碗中的香菜跳起来打了你一耳光,这将会在你幼小的心灵中留下多大的震撼,以至于短时间甚至很长一段时间不想再遇见香菜。

另外,如果你“不幸”打中了蚊子,让它血溅当场,甚至可以起到“杀鸡儆猴”的效果,因为蚊子在遭遇到死去的同伴时也会感到害怕。

灭蚊要从小抓起

在蚊子的一生中,最脆弱的阶段是它们的幼年时期,唤作“孑孓”的蚊子幼虫主要生活在水中,此时的幼虫还没有发育“獠牙”,加之行动能力弱,因此成为了许多昆虫的捕食对象。

例如蜻蜓和豆娘这两位就很喜欢吃蚊子,而且不光在它们小时候喜欢吃水中的蚊子幼虫,长大后也喜欢捕食成虫,而且蜻蜓的速度比蚊子快多了,很容易就能逮到成虫,属于是当之无愧的“灭蚊大师”了。

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豆娘捕食蚊子 图源mosquitonix

只可惜这些昆虫虽然对蚊子的杀伤力极强,却无法进行专门的饲养,但也可以换个思路,比如在蚊子的产卵季来临之前,我们可以把房子里外会积水的地方清理干净,不要留下水源给蚊子创造繁殖的机会,这样至少出现在家中的蚊子会少很多。

参考文献:

1.Mosquito bite prevention through graphene barrier layers

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1906612116

2.Modulation of Host Learning in Aedes aegypti Mosquitoes

3.https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(17)31617-2

4.Insect Olfaction: Once Swatted, Twice Shy

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(17)31722-0

作者:鱼鱼

中国科普作家协会优秀科普作品银奖获得者

清蒸鱼头、麻辣鱼头等各种鱼头爱好者

来源: 蝌蚪五线谱