研究人员发现，雄性按蚊科冈比亚按蚊是疟疾的重要传播者，它们被雌性翅膀扇动的声音所吸引，从而触发其视觉寻找配偶。

华盛顿大学的这项发现可能会带来新的蚊虫控制策略，比如利用这些听觉和视觉线索来减少疟疾传播的陷阱。

你耳边的高频嗡嗡声是雌性蚊子正在寻找猎物的明确标志——因为只有雌性蚊子才吸血。听到这个声音，你可能会转身试图拍死这个害虫。但对于雄性蚊子来说，这个声音意味着是时候交配了。

华盛顿大学研究人员领导的一个国际团队发现了蚊子交配方面的惊人细节，这可能会改进疟疾控制技术，甚至有助于开发精确无人机飞行。在今日（8月30日）发表在《当代生物学》杂志上的一篇论文中，研究团队透露，当雄性按蚊听到雌性特有的翅膀拍动声时，其视觉会变得活跃。

蚊子中的视觉激活

许多蚊子种类的视力相对较差，非洲主要的疟疾传播者——冈比亚按蚊也不例外。但研究团队发现，当雄性蚊子听到雌性蚊子飞行时发出的嗡嗡声时，它的眼睛会“活跃”起来，并会在附近范围内寻找潜在的配偶。研究人员发现，即使在繁忙、拥挤的蚊子交配群中（这也是冈比亚按蚊的交配方式），雄性蚊子也能在视觉上锁定目标。然后，它会加速并巧妙地穿过交配群——避免与其他蚊子相撞。

“我们在雄性蚊子寻找配偶时发现了这种令人难以置信的强烈联系：它们听到特定频率的翅膀拍打声——雌性蚊子发出的那种声音——这种刺激会激活视觉系统，”首席作者、华盛顿大学生物学博士后研究员索米亚·古普塔说。“这显示了不同蚊子感官系统之间复杂的相互作用。”

蚊虫控制新方法

雄性听到类似雌性的嗡嗡声并向其视野中的物体移动的这种紧密联系可能为控制蚊子开辟一条新途径：为传播疟疾的按蚊设计新一代陷阱。

“这种声音对雄性蚊子极具吸引力，会引导它们向它们认为可能是声源的地方飞去，无论是真正的雌性蚊子还是蚊子陷阱，”高级作者、华盛顿大学生物学教授杰弗里·里费尔说。

和大多数按蚊一样，按蚊科楼蚊亚种在日落时分成群结队地进行交配。这些蚊群中大部分是雄性，只有少数雌性。对人类来说，这些蚊群可能看起来杂乱无章。两性蚊子都迅速地从对方身边掠过。雄性必须运用它们的感官来避免碰撞并找到稀有的雌性。

受控环境下的飞行行为研究

古普塔、里费尔及其同事（包括荷兰瓦赫宁根大学的科学家、布基纳法索健康科学研究所以及法国蒙彼利埃大学的科学家）想要了解蚊子感官之间的相互作用，以及它们如何在这些群体中协同工作。

为了测试单只雄性蚊子的飞行行为，他们建造了一个微型试验场，利用一个弯曲的像素化屏幕来模拟蚊子群造成的视觉混乱。这个试验场本质上是一个蚊子飞行模拟器。在这个模拟器中，被系住的蚊子测试对象虽然不能自由移动，但仍然可以看见、闻到和听到，并且还能像在飞行中一样拍打翅膀。

在竞技场测试中，研究人员对数十只雄性冈比亚按蚊进行了实验，发现雄性蚊子对视野中的物体反应不同，这取决于研究人员向竞技场中播放的声音。如果他们播放450赫兹的音调（这是雌性蚊子在群体中拍打翅膀的频率），雄性蚊子就会朝物体游去。但如果研究人员播放700赫兹的音调（这更接近雄性蚊子拍打翅膀的频率），雄性蚊子就不会试图朝物体游去。

蚊子感知到的物体距离也很重要。如果模拟的物体出现在三个体长距离之外，即使存在类似雌性的飞行音调，它也不会朝那个方向转去。

“蚊子的分辨力大约是人类的千分之一，”里费尔说。“蚊子通常利用视觉来进行更被动的行为，比如避开其他物体和控制位置。”

新灭蚊方法的潜力

除了听到雌性飞行音时对物体的强烈反应外，竞技场实验还表明雄性对其他物体进行了一系列不同的微妙飞行调整。即使扬声器中没有传来拍翅声，它们也会根据视野中的物体改变拍翅的幅度和频率。研究团队假设，这些视觉驱动的反应可能是为避开物体而进行的预备动作。为了了解更多信息，他们在实验室里拍摄了只有雄性的群体。对这些运动的分析表明，当雄性接近另一只雄性时，它们会加速离开。

“我们相信我们的研究结果表明，雄性昆虫利用近距离的视觉线索来避免群体内的碰撞，”古普塔说。“然而，听到雌性飞行音调似乎会极大地改变它们的行为，这表明整合声音和视觉信息的重要性。”

这项研究可能会展示一种新的控制蚊子的方法，即针对蚊子如何整合听觉和视觉线索。雄性蚊子在听到雌性蚊子的嗡嗡声时，对视觉线索有着强烈而持续的吸引力，这可能是研究人员在设计下一代蚊香时可以利用的一个弱点——尤其是针对疟疾病原体的主要传播者按蚊属的陷阱。

“蚊群是蚊虫控制工作的热门目标，因为这确实能大大减少叮咬的次数，”里费尔（Riffell）说。“但今天的措施，比如杀虫剂，随着蚊子进化出抗药性，其效果越来越差。我们需要新的方法，比如诱饵或陷阱，以高保真度吸引蚊子。”

参考：“蚊子通过整合视觉和听觉线索来调节集群中的同种相互作用”由Gupta S、Cribellier A、Poda SB、Roux O、Muijres FT、Riffell JA于2024年8月30日在《当代生物学》上发表。DOI: 10.1016/j.cub.2024.07.043

共同作者包括荷兰瓦赫宁根大学的Antoine Cribellier、Serge Poda和Florian Muijres，以及法国蒙彼利埃大学的Olivier Roux。Roux和Poda还隶属于布基纳法索的健康科学研究机构。这项研究得到了人类前沿科学计划、美国国家卫生研究院、空军科学研究办公室和法国国家研究机构的资助。

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