博士用自己的血一天喂3000只蚊子,终一作发Nature揭示“蚊子怎么只咬你”( 二 )



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博士用自己的血一天喂3000只蚊子,终一作发Nature揭示“蚊子怎么只咬你”


导读:
他是云南大理州的理科状元 , 考入北大学习生物工程专业 , 北大毕业后 , 去了普林斯顿大学研究蚊子并攻读博士学位 , 如今 , 在康奈尔大学神经生物学开展博士后研究工作 。 从23岁到29岁 , 赵志磊博士几乎整个人都醉心于研究咬人的蚊子 。 终于在2022年5月 , 30岁的赵志磊以第一作者兼通讯作者身份在《自然》杂志发表论文 , 阐述蚊子在寻找宿主(人类)时的大脑活动 。 这项研究 , 科学地回答了“蚊子为什么专咬我”这个让许多人挠破头的疑问 。


嗡嗡嗡~pia!

2022.4.23 北京大家好 , 我叫赵志磊 , 目前在康奈尔大学研究神经科学 。 从2015到2021年 , 我花了整整六年的时间来研究蚊子 , 今天非常荣幸能有机会来介绍我的研究 。 对于蚊子 , 我相信在座的每一个人应该都很熟悉 , 因为我们都有被蚊子咬过 。 从分类学上来说 , 蚊子属于昆虫中的双翅目 , 顾名思义就是只有一对翅膀的昆虫 。 昆虫一般来说有两对翅膀 , 比如说蝴蝶 。 但是对于双翅目的昆虫 , 比如蚊子和苍蝇来说 , 它们的后翅进化成了平衡棒 。
平衡棒是非常有用的结构 , 上面有很多感受器 , 就像飞机上的各种仪表 。 它可以让正在飞行的蚊子或苍蝇时时掌握自己的飞行姿态 , 还可以获取到外部的气流信息 , 并快速地做出调整 。 所以大家想要拍死正在飞行中的蚊子和苍蝇很困难 , 因为它们的飞行很灵活 。 世界上总共有3500多种蚊子 , 它们的适应能力很强 , 所以分布非常广泛 , 从热带到温带 , 甚至在北极都有蚊子 。 在北极的蚊子体型相比于正常蚊子更加巨大 , 常常成群结队地追着人和动物咬 , 非常让人崩溃 。

▲ 北极巨蚊
蚊子在我国分布也很广泛 , 在我的家乡云南能找到300多种蚊子 , 大家以后去旅游一定记得要带好驱蚊剂 。

那是所有蚊子都咬人吗?其实并不是的 。 蚊子分为雌和雄 , 它们长得就不一样 , 雄蚊小一点 , 触角上有很多刚毛 , 像一把刷子 。

雄蚊一般以花蜜为食 , 并不吸血 。 需要吸血的是雌蚊 , 因为它们在产卵时需要很多蛋白质 , 而花蜜中没有蛋白质 , 只有人和动物血液中的蛋白质才能满足它们的需求 , 所以雌蚊需要吸血 。 其次 , 也并不是所有种类的蚊子都喜欢咬人 。 3500多种蚊子中的大多数其实没有固定的偏好 , 遇到什么就咬什么 。 大概只有不到10种蚊子是专门咬人的 , 但是正是这10种蚊子传播了人类大多数的疾病 。 很神奇的是 , 人们发现这些专门咬人的蚊子能够准确地区分人和动物 , 那它们是怎么做到的呢?通过气味 。 大家可以看这个实验 。 我们在一个很大的箱子中放了100只埃及伊蚊——就是平常所说的花蚊子 , 然后在箱子的左侧一端通入人的气味 , 右侧通入动物的气味 , 让这些饥渴的蚊子来进行选择 。
可以看到这个实验的结果非常明显 , 所有的蚊子都选择了人的气味这一边 , 而对动物的气味却没有什么反应 。 如果这个实验还不够直观的话 , 大家可以想象一个场景:你正在内蒙古草原 , 非常高兴地骑着马 , 这个时候飞来了一大群蚊子 , 接着所有的蚊子都扑到了你身上 , 而不会去咬你的马 , 这是不是非常让人崩溃?我第一次知道蚊子这个神奇的行为是在2015年 , 当时我正在申请美国的一些博士项目 , 其中一个就是普林斯顿大学的McBride实验室 。
▲ 两个孩子中间的是Lindy McBride教授我的导师Lindy McBride给我展示了刚才那个实验 , 我看着蚊子一只一只飞到人的气味这边 , 当时就被震撼住了 , 因为蚊子的这个行为对待人和动物差别真是非常明显 。 于是我就加入了这个实验室 , 也来研究蚊子 。 我的研究想要回答的问题就是 , 这些专门咬人的蚊子为什么这么喜欢人的气味?为了回答这个问题 , 我们选用了埃及伊蚊 , 也就是刚刚视频中的花蚊子来作为研究对象 。
一方面是因为埃及伊蚊对人的气味有非常强的偏好 , 就像大家刚才看到的那样 。 另一个原因是大多数蚊子是在晚上咬人的 , 但是谁都不想熬夜做实验对吧?而埃及伊蚊就不一样 , 它们是在白天吸血 , 这样我们做实验也就更加方便 。

为了研究这个问题 , 我需要做很多准备 。 首先面临的难题就是要怎么在实验室里养蚊子呢?因为大家知道 , 蚊子需要的是吸血啊 。 于是最开始的时候 , 我们在野外收集蚊子的卵 , 带回实验室孵化 。 但是孵化后的雌蚊如果要繁殖后代的话 , 还是需要吸血 , 那怎么给它喂血呢?有两种方法 , 一种是购买动物的血袋 , 比如说兔子的血 , 然后在血液表面覆盖一层薄塑料膜来模拟皮肤 , 再把血液加热到体温 , 这个时候蚊子就可能刺破塑料膜来吸血 。

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