蚊子对血液的味觉可追溯到四种神经元

雌性蚊子具有一种令人惊叹的能力，可以使用注射器状“舌头”探测血液。研究小组对蚊子进行了基因改造，以便研究人员可以看到蚊子尝到血液后会激发哪些神经元，并鉴别出赋予雌蚊寻血能力的几种神经元。

　　

科学家使用一种称为BiteOscope的成像设备来观察蚊子对不同食物的偏好。新的研究揭示了昆虫如何体验血液的味道。图片来源Prakash实验室

蚊子是世界上最令人讨厌的的动物之一，它嗜好人类血液的味道，不单吸血，甚至可能致命。蚊子传播着疟疾，登革热和黄热病等疾病，每年至少杀死一百万人。

研究人员正在研究蚊子对人类味道的感觉如何、以及蚊子感知血液独特味道的特定神经元。

霍华德·休斯医学研究所研究员、洛克菲勒大学 Leslie Vosshall的团队在2020年10月12日的《神经元》杂志上发表文章，表明雌蚊的味觉非常精确，能感知血液中至少四种不同物质的组合。

约翰·霍普金斯大学医学院的神经科学家 Chris Potter说：“这绝对是技术之旅。”他主要研究方向是驱蚊剂。他说，识别与血液相关的特定味觉神经元可能是“我们可以用来对付蚊子的东西”。

Vosshall和她的团队已经对这种昆虫的其他精确的感觉有着深入了解。例如，在先前的工作中，他们发现蚊子可以用腿检测驱蚊剂DEET（这技能超赞！），并鉴别出一种气味受体——蚊子用它来区分人类和非人类。尽管蚊子是传播疾病的关键，但我们对蚊子的味觉知之甚少。洛克菲勒的一位HHMI Gilliam研究员VeronicaJové说：“如果蚊子无法检测出血液中的味道，从理论上讲它们就无法传播疾病。”

只有雌性蚊子以血液为食，卵才能生长。这使雌蚊需要具有独特的功能——它们需要区分平时餐食中所食用的甜蜜甘露、以及产卵前所需要大量吸取的血液。

Jové怀疑埃及伊蚊中的雌性与雄性不同，能够通过味道区分这两种物质。实际上，在行为实验中，她发现雌性蚊子有两种吸食方式、使用口器的不同部位并检测不同的味道。采蜜模式检测糖分，而采血模式使用类似注射器的“探针”刺穿皮肤并品尝血液。Jové向蚊子提供了四种化合物的混合物——葡萄糖（一种糖），氯化钠（盐），碳酸氢钠（存在于血液和小苏打中）以及三磷酸腺苷或ATP（为细胞提供能量的化合物），使得雌蚊进入采血模式。

Vosshall很好奇，她让Jové在实验室里准备了一份ATP溶液，然后吸了一口。她说：“它根本没有味道。” “ ATP是这种特殊的神秘事物，对人类而言，它尝起来几乎没有什么味道。但是对于蚊子来说，则是极好的兴奋剂和报酬。”

就像人类的味蕾可以区分咸味，甜味，苦味，酸味和鲜味一样，蚊子的口器管心中也有专门针对特定口味的神经元。为了观察这些味觉神经元的作用，研究人员对蚊子进行了基因改造，使其携带上会发光的荧光标签，当神经细胞被激活是就会发光。然后，他们观察了给予不同的食物，口器吸管中的哪些细胞会根据不同的食物而点亮。当给予真实血液或者研究人员的“人工混合物”时，只有一小部分神经元被血液激活。

雌性蚊子刺入皮肤的探针中的神经元在检测到血液味道时会亮起来。图片来源：Vosshall Lab

那么，对于蚊子来说，人类的血液滋味如何？也许最接近我们能理解的，是有点咸，有点甜。Vosshall说，这有点像试图描述蜜蜂看到人眼看不见的紫外线色花朵的方式，或者蝙蝠如何偷听我们无法听到的声纳波。同样，雌性蚊子可以闻到我们无法闻到的东西。她说：“在人类经验中，没有类似这样的。”

这些发现揭示了雌性蚊子如何特异地寻找血液。Jové和Vosshall表示，他们希望对蚊子感官的更好理解，最终将导致新的方法来阻止蚊子叮咬我们并传播疾病。

Vosshall说，这种可能性听起来像科幻小说，但有先例。她说：“我给我的狗每月口服跳蚤和壁虱药物，” 也许最终可以对蚊子采取类似的措施——人们在进入蚊子出没区之前可以服用的一种药物，会干扰蚊子对的血液感知。

这个想法归结为使人的“美味程度”下降。这导致了人们常常讨论的一个问题。是否有人真的比其他人更招蚊子“喜欢”（或者对蚊子来说更加美味）？Jové说：“对蚊子来说我们所有人都足够美味。”一旦他们探测到血液的味道，“他们看起来不会很挑剔。”