是什么让这兰花如此不可抗拒的蚊子?

没有他们的敏锐的嗅觉,蚊子不会很远。他们依靠这个意义上找到一个主机咬和地方产卵。

没有嗅觉,蚊子不能定位他们主要的食物来源:花蜜的花。

“花蜜是一个重要的食物来源为所有蚊子,”Jeffrey Riffell说,华盛顿大学的生物学教授。“雄性蚊子,花蜜是他们唯一的食物来源,而雌蚊吸食花蜜只有几天的生命。”

然而科学家知之甚少,对某些花的香味,吸引蚊子,还是排斥他人。这些信息可以帮助开发更少的有毒和更好的驱虫剂,更有效的陷阱和了解蚊子的大脑对感觉信息——包括暗示,有时,导致雌性蚊子咬一个人。

Riffell的团队,其中包括华盛顿大学的研究人员,弗吉尼亚理工大学和加州大学圣地亚哥分校化学线索发现导致蚊子授粉尤其不可抗拒的种类的兰花。正如他们发表在12月23日在网上发表的一篇论文《美国国家科学院学报》上,兰花生产平衡气味的化合物刺激蚊子的嗅觉。自己,这些化学物质对蚊子有吸引力或压抑影响大脑。当结合在同一比例作为他们发现兰花,他们吸引蚊子一样有效的真正的花。Riffell的团队还显示,气味的化学物质排斥蚊子一样点亮了蚊子的大脑区域避蚊胺,一种常见的和有争议的蚊子排斥力。

他们的发现表明从花中环境因素可以刺激大脑蚊子一样热血的主机,可以画出蚊子飞行朝着一个目标或将其发送另一个方向,Riffell说,他是这项研究的资深作者。

blunt-leaf兰花,或者Platanthera obtusata,生长在凉爽,在北半球高纬度地区的气候。从Okanogan-Wenatchee国家森林领域站在华盛顿州,Riffell的团队验证过去的研究显示,当地蚊子授粉这个物种,但不是它的近亲,生长在相同的栖息地。当研究人员介绍了鲜花袋,剥夺了花朵的视觉提示的蚊子,蚊子还是土地通过帆布袋装鲜花和试图饲料。兰花香味明显吸引蚊子。为了找到原因,Riffell的团队转向个人组成blunt-leaf兰花的香味的化学物质。

“我们经常形容“气味”如果是一回事,像一朵花的香味,或者一个人的气味,“Riffell说。“气味实际上是一个复杂的组合的化学物质——玫瑰的香味由超过300,蚊子可以检测各个类型的化学物质组成的气味。”

Riffell描述了blunt-leaf兰花的香味青草或麝香的气味,而其近亲有甜香味。该团队使用气相色谱法和质谱法识别许多化学物质的气味Platanthera物种。其亲戚相比,blunt-leaf兰花的香味包含大量的化合物称为壬醛,和少量的化学,紫丁香醛。

Riffell团队还记录了电活动的蚊子触角,发现气味。壬醛和紫丁香醛刺激的蚊子触角原生blunt-leaf兰花的栖息地。但这些化合物也刺激了天线的蚊子从其他地区,包括疟stephensi,传播疟疾,埃及伊蚊,传播登革热、黄热病、Zika病毒和其他疾病。

蚊子行为的实验表明,本土和非本土蚊子喜欢壬醛和紫丁香醛混合溶液在相同的比例中发现blunt-leaf花。如果研究人员的紫丁香醛配方,省略了蚊子失去了兴趣。如果他们增加了更多的紫丁香醛——水平发现blunt-leaf兰花的近亲——蚊子被气味冷漠或排斥。

在Riffell使用技术开发的实验室,他们也着直接进入大脑的伊蚊increpitus蚊子,这与blunt-leaf兰花,和一个转基因的埃及伊蚊之前由Riffell和作者奥马尔·阿克巴里,加州大学圣地亚哥分校的副教授。日照钙离子——积极的神经元的签名——天线波瓣,该地区的蚊子大脑处理信号的天线。

这些脑成像实验表明,壬醛和紫丁香醛刺激的不同部分天线波瓣刺激时,甚至互相竞争:该地区对壬醛可以抑制活动在该地区对紫丁香醛,反之亦然。该“相声”是否真能使花吸引或排斥蚊子可能取决于数量的壬醛和紫丁香醛在最初的气味。Blunt-leaf兰花有比吸引蚊子,而不密切相关的物种,根据Riffell。

“蚊子是处理化学物质的比例,而不仅仅是他们的存在与否,“Riffell说。”这不仅仅是重要的花歧视,同样重要的是如何分辨你和我人类的气味是蚊子非常复杂,可能是什么重要的吸引或排斥蚊子的比例是特定的化学物质。我们知道有些人比其他人得到更多,也许比率的差异解释了为什么。”

该小组还发现,丁香醛刺激同一地区天线波瓣的避蚊胺。该地区可能过程“专制”的气味,尽管这需要进一步的研究来验证这一点,Riffell说。太过早如果紫丁香醛可能有一天成为一个有效的蚊子排斥力。但如果是,有一个额外的好处。

“闻起来很棒,”Riffell说。

参考:Lahondere, C。Vinauger C。大久保,r . P。沃尔夫,g . H。陈,j·K。阿克巴里,o年代。& Riffell j . a (2020)。蚊子的嗅觉兰花传粉的基础。美国国家科学院学报》,117 (1),708 - 716。https://doi.org/10.1073/pnas.1910589117

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