你準備好迎接這樣的結論了嗎?
夏天我們都會遇到昆蟲,尤其是蚊子,我們每個人都被蚊子叮咬過,根據一項研究,無論我們作何努力,都不能擺脫被蚊子叮咬的“命運”。
該研究表明,即使是“氣味受體被阻斷/去除”的雌性蚊子仍然可以聞到人的氣味,這一發(fā)展還表明昆蟲具有比以前已知的更復雜的嗅覺系統(tǒng)。
該研究昨天發(fā)表在《細胞》期刊上,該期刊為生物學方面的頂級期刊,影響因子10以上。
在正常情況下,雌性蚊子依靠人類和其他動物發(fā)出的混合氣味來檢測它們滋養(yǎng)卵子所需的血液。它們通過主要位于觸角上的嗅覺神經元來獲取氣味,這些神經元檢測氣味信息并將其傳輸到大腦。但現(xiàn)在,結果相當令人驚訝。
“乍一看,蚊子的嗅覺毫無意義。蚊子組織嗅覺的方式完全出乎意料,”洛克菲勒大學 Robin Chemers Neustein 教授、霍華德休斯醫(yī)學研究所首席科學官 Leslie Vosshall 說。
“但對于蚊子來說,這是完全合理的。每個解釋氣味的神經元都是”冗余“的,以至于嗅覺系統(tǒng)基本上是牢不可破的。這或許可以解釋為什么我們還沒有找到一種方法來打破蚊子對人類的控制力?!?/p>
有很多重疊
科學家們經常想到昆蟲和哺乳動物的大腦處理氣味的比例為 1:1:1(一個神經元 – 一個受體 – 一個腎小球模型)系統(tǒng)。每個嗅覺神經元都表達一種氣味受體,該氣味受體與一組神經末梢(稱為腎小球)通信。
然而,觀察到某些物種的嗅覺受體數量與腎小球幾乎相同。例如,蜜蜂有 180:160,或飛蛾有 60:70。
研究小組發(fā)現(xiàn),復雜性繼續(xù)存在于大腦中。“在蚊子中,我們看到大腦中有很多重疊,”該研究的合著者瑪格麗特赫爾說。
前 Vosshall 實驗室的博士后、現(xiàn)在波士頓大學的助理教授 Meg Younger 有了一個驚人的發(fā)現(xiàn)。雖然 1:1:1 的規(guī)則規(guī)定蚊子應該有一個神經元、受體和腎小球來聞體味,并有一個單獨的二氧化碳方案,但 Younger 與該研究的合著者 Margaret Herre 合作發(fā)現(xiàn)了個體氣味的證據具有多種不同受體的神經元。
我們能理解它們的叮咬行為嗎?
因此,研究人員表示,他們希望了解蚊子大腦如何處理人類氣味,從而可以用來干預叮咬行為,他們的目標是減少蚊媒疾病的傳播。
“控制蚊子的一個主要策略是將它們吸引到陷阱中,將它們從叮咬的人群中移除。如果我們能夠利用這些知識來了解人類氣味是如何在蚊子的觸角和大腦中表現(xiàn)出來的,我們就可以開發(fā)出比我們更能吸引蚊子的混合物。我們還可以開發(fā)針對那些檢測人類氣味的受體和神經元的驅蟲劑,”Younger 說。
研究摘要:
埃及伊蚊是人類頑固的敵人,當它們以人類血液為食時,會傳播包括登革熱在內的蟲媒病毒。蚊子被體味和二氧化碳強烈吸引,它們使用由三個大型多基因家族編碼的離子型化學感應受體來檢測。破壞嗅覺系統(tǒng)的基因突變對人類吸引力的影響不大,這表明氣味編碼存在冗余。典型的觀點是,嗅覺感覺神經元每個都表達一個定義其配體選擇性的化學感覺受體。我們發(fā)現(xiàn)了 Ae。aegypti 使用不同的組織原理,許多神經元共同表達多個化學感應受體基因。體內電生理學表明,蚊子嗅覺神經元的廣泛配體敏感性取決于這種非規(guī)范的共表達。