没有灵敏嗅觉的蚊子，注定会失败，因为这是它们赖以发现宿主的重要能力。除此之外，失去嗅觉的蚊子将无法定位主要的食物来源：花蜜。
“花蜜是所有蚊子的重要食物来源。” 华盛顿大学的生物学教授Jeffrey Riffell说，“对于雄性蚊子，花蜜是唯一的食物，雌性蚊子也只是在一生中的某些天不吃花蜜。” 近日，Riffell的团队已经发现了诱使蚊子为一种迷人的兰花授粉的化学物质，相关论文发表于《美国国家科学院院刊》杂志。研究者在文章中指出，兰花产生的一种精细平衡的化合物香气会刺激蚊子的嗅觉。就其本身而言，其中一些化学物质对蚊子的大脑有吸引或抑制作用。不过当这些物质以科学家们在兰花中发现的比例混合在一起时，就会对蚊子产生和真正花朵一样的吸引作用。此外，该研究团队还发现，一种驱蚊的气味化学物质与驱蚊胺（一种常见且有争议的驱蚊剂)会激活蚊子大脑的同一区域。他们的发现表明，花卉中的环境信息对蚊子大脑的刺激作用与温血宿主的刺激作用是一样的，它们可以将蚊子引向目标，也可以使其飞向另一个方向。
科学家们还不清楚为什么有些花会吸引蚊子，而另一些却让蚊子避之唯恐不及。如果能够掌握这些信息，或许会有助于我们开发出毒性更小、效果更好的驱蚊剂以及更有效的诱捕器，以及了解蚊子的大脑如何对感官信息做出反应。
钝叶兰科植物（Platanthera obtusata）生长在北半球高纬度的凉爽气候中。Riffell的团队从华盛顿州奥卡诺根-韦纳奇国家森林的野外站点，验证了过去的研究结果：当地的蚊子为这个物种传粉，而生长在同一栖息地的另一种与该兰花亲缘关系很近的物种则并未受到蚊子的青睐。当研究人员用袋子盖住这些花朵时——使蚊子看不到花朵——蚊子仍然会落在花朵上，并试图在袋子上进食。
兰花的香气显然吸引了蚊子。为了找出原因，Riffell的团队转向了构成兰花气味的化学物质。“我们经常描述‘气味’，就好像它是一种东西——就像花的气味，或者一个人的气味。” Riffell说，“实际上，气味是化学物质的复杂组合，例如玫瑰的香气就由300多种化学物质组成，而蚊子可以探测到构成气味的各种化学物质。”
Riffell将钝叶兰的气味描述为一种青草味或麝香味，而它的近亲则有一种更甜的香味。研究小组使用了气相色谱和质谱技术鉴别了Platanthera气味中的几十种化学物质。与它的近亲相比，钝叶兰的气味中含有大量的一种叫壬醛的化合物，而另一种叫丁香醛的化合物含量较少。
Riffell的团队还记录了蚊子触角（可以探测气味）的电活动。壬醛和丁香醛都刺激了生活在Platanthera产地的蚊子的触角，不过这些化合物也刺激了其他地区蚊子的触角，包括传播疟疾的按蚊和传播登革热、黄热病、寨卡病毒和其他疾病的埃及伊蚊。
对蚊子行为的实验表明，本地蚊子和非本地蚊子都更喜欢与Platanthera香气比例相同的丁香醛和壬醛混合溶液。如果研究人员在配方中省略了丁香醛，蚊子就会失去兴趣。如果他们添加更多的丁香醛——与钝叶兰科植物的近亲相同——蚊子就会对气味不感兴趣或产生排斥。
利用Riffell实验室开发的技术，他们还直接观察了两种伊蚊的大脑，其中一种伊蚊的栖息地与钝叶兰科的产地有重叠，另一种则是由Riffell和加州大学圣地亚哥分校副教授Omar Akbari共同开发的转基因埃及伊蚊。他们对蚊子的触角神经叶（蚊子大脑中处理来自触角信号的区域）中的钙离子（活跃神经元的信号）进行了成像。
大脑成像结果表明，壬醛和丁香醛会刺激触角神经叶的不同部位，甚至会在这一过程中相互竞争：对壬醛有反应的区域可以抑制对丁香醛有反应的区域的活性，反之亦然。这种“串音”会使一朵花对蚊子有吸引力还是有排斥感，可能取决于香味中壬醛和丁香醛的含量。
“蚊子会识别化学物质的比例，而不仅仅是感受到它们的存在与否。”Riffell说，“这不仅对辨别花很重要，对蚊子辨别你我也很重要。人的气味非常复杂，吸引或驱赶蚊子的重要因素可能是特定化学物质的比例。”我们知道有些人得到的比其他人多一点，也许比例上的差异解释了其中的原因。”
研究小组还发现，丁香醛会刺激与避蚊胺相同的触角神经叶区域。研究者表示，该区域可能负责着对“排斥”气味的识别，不过还需要进一步的研究来证实这一点。现在说丁香醛有朝一日可能成为一种有效的驱蚊剂还为时过早。但如果是这样，将有一个额外的好处。“它闻起来很香。” Riffell说。
科界原创 编译：Max 审稿：alone 责编：张梦
期刊来源： 《美国国家科学院院刊》
期刊编号： 1091-6490
原文链接：https://www.washington.edu/news/2020/01/21/mosquitoes-flowers/
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