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不知道大家有没有听过一首叫做《Scary Monsters and Nice Sprites》的“神曲”。很多网友表示,这首歌有一个神奇的功效——驱蚊。“神曲”真的可驱蚊吗?声音到底能不能成为灭蚊的武器?

在回答这些问题之前,我们得搞清楚,蚊子是如何听声音的。

与人类通过耳膜感知声音不同,蚊子主要依靠触角来"听"声音。触角表面覆盖着许多细小的毛发,这些毛发能感知空气中的振动。当声波在空气中传播时,会引起触角上的毛发振动,从而激活触角上的关键听觉感受器——约翰斯顿器官。这个感受器随后将振动转化为电信号,并传递到蚊子的大脑进行处理。

蚊子的听觉系统能检测到2000 Hz以上的高频声音,但一般来说,蚊子,准确来说是埃及雄伊蚊对150-500 Hz之间的声音最敏感。之所以强调“雄伊蚊“,是因为雌伊蚊的“听力“要差一点,它对声音的敏感区大概在 150-500 Hz之间。而且,雌伊蚊约翰斯顿器官上神经元的数量也比雄伊蚊少一半左右,听觉灵敏度明显比雄蚊低。

之所以会出现这样的差异,并不是雌伊蚊不如雄伊蚊。而是交配策略的性别分工决定的。对于整个种群的繁衍来说,雌蚊的主要任务是吸血以支持卵发育,其感官系统(如嗅觉和二氧化碳受体)高度特化以探测宿主,听觉功能退居次要地位。而雄蚊的寻找雌蚊,进行交配。所以听觉对雄蚊至关重要。

早在 2019 年,科学家们就对"神曲"对蚊子的影响产生了兴趣。泰国玛希隆大学、日本福冈大学和马来西亚砂拉越大学联合发表了一篇论文(The electronic song"Scary Monsters and Nice Sprites" reduces host attack and mating success in the dengue vector Aedes aegypti)。为了研究《Scary Monsters and Nice Sprites》对埃及伊蚊的攻击性和交配行为的影响,研究人员设置了两组实验环境:一组不播放音乐,另一组播放音量为 70 分贝的音乐(相当于吸尘器或繁忙交通的噪音水平)。

在实验中,研究人员将埃及雄伊蚊、饿了12 小时的雌伊蚊,以及一只行动受限的仓鼠放入蚊子笼中,观察音乐对蚊子觅食和交配行为的影响。

结果显示: 在播放音乐时,雌伊蚊首次尝试叮咬宿主的时间从安静环境下的 82.44 秒延长至 191.70 秒。伊蚊的吸血次数平均从 6.63 次减少至 4.00 次,攻击宿主次数从 11.72 次降至 7.00 次。同时,伊蚊的交配次数也从平均 5.18 次降至 0.90 次。

总结来说就是,在这首歌的轰炸下,蚊子变得既没食欲也不想生孩子了。

蚊子为什么会变得这么“萎靡“呢?

研究人员分析可能是由于音乐的声波振动引起压力,掩盖了蚊子之间的声学信号,干扰了其感知宿主和配偶的能力。

这是不是说明“神曲“的确可以驱蚊呢?是,也不是。

因为在论文中设置的实验条件下,《Scary Monsters and Nice Sprites》的确对雌雄伊蚊产生了负面影响,不过这是在高度受控的条件下得出的结果。实际情况是,蚊子的行为受很多变量的影响,如风、温度和宿主移动性等等。而且究竟是音乐的低频振动干扰了交配信号,还是高频噪声导致了压力反应。实验也没有得出结果。

此外,研究仅使用了一首歌曲和一个蚊子物种,结果适不适于其他音乐类型(如古典、流行)或其他蚊子种类(如按蚊)也没有结论。

不过,退一步讲,假如实验的确证明了“神曲“能驱蚊,实际操作下来,很可能也是伤敌一千,自损八百。为啥?因为实验中使用的音量是 70 分贝。长期处于这种音量下,我们可能比蚊子先受不了。

不过话又说回来,虽然具体机制还不明确,但是从目前我们对蚊子的了解程度来看,只要覆盖了150-500Hz这个范围,理论上,音乐能是能影响蚊子的。

2021 年,《Scientific Reports》上发表的一篇论文(Acoustotactic response of mosquitoes in untethered flight to incidental sound)进一步证实了声音对蚊子的影响。研究发现,100-1000Hz 的声音刺激会显著提高埃及伊蚊和甘比亚疟蚊的飞行速度,其中雄蚊比雌蚊的反应更为明显。这说明音乐中的低频部分可能会改变蚊子的飞行行为,很可能是通过干扰它们的方向感知能力。

也许在未来的夏天,我们再也不用和蚊子斗智斗勇了。只要优雅地打开播放器,就美美地睡个好觉。

自然界中,没有听觉系统的生物其实远远多于有听觉系统的生物。听觉系统主要出现在脊椎动物以及少数昆虫中。蚊子正好就是这“少数昆虫“。

声音与生物的生存行为有着密不可分的关系:鸟类和昆虫用声音求偶和标记领地,哺乳动物和海洋生物利用复杂的声波进行社交和导航,就连植物也能通过声波促进生长。这些现象不仅展示了声学在生态系统中的重要性,还为仿生学研究和生态保护开辟了新思路。

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品

作者:邢焕秋 科普作者

审核:周晓亮 北京交通大学物理学实验室 高级工程师

黄承明 中国科学院动物研究所 研究员

出品:中国科协科普部

监制:中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

来源: 科普中国创作培育计划

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