研究人員發(fā)現(xiàn)蚊子如何整合視覺(jué)和嗅覺(jué)來(lái)追蹤受害者

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，蚊子正在改變它們的捕獵程序，以回應(yīng)宿主的暗示。例如，在非洲，蚊子現(xiàn)在意識(shí)到人們?cè)谠缟蠌奈脦だ锍鰜?lái)，開(kāi)始在白天而不是晚上更頻繁地狩獵。

弗吉尼亞理工大學(xué)的研究員ClmentVinauger發(fā)現(xiàn)了一種與蚊子視覺(jué)和嗅覺(jué)相關(guān)的新神經(jīng)生物學(xué)，解釋了埃及伊蚊是如何追蹤受害者的。埃及伊蚊傳播登革熱、基孔肯雅熱、寨卡熱、馬亞羅和黃熱病病毒。

“蚊子每年影響數(shù)百萬(wàn)人。我一直試圖理解蚊子是如何在空間和時(shí)間中導(dǎo)航的。分析蚊子是如何處理信息的，這對(duì)于找到如何為蚊子控制創(chuàng)造更好的誘餌和陷阱非常重要，”維納格爾說(shuō)。弗吉尼亞理工大學(xué)農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)學(xué)院生物化學(xué)系助理教授。

雖然科學(xué)家們對(duì)蚊子的嗅覺(jué)以及如何找到二氧化碳呼出的宿主非常了解，但他們對(duì)蚊子如何利用視覺(jué)知之甚少。

維納格爾發(fā)現(xiàn)，蚊子大腦的嗅覺(jué)和視覺(jué)處理中心之間的相互作用是幫助這些昆蟲(chóng)如此準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)受害者的原因。這些發(fā)現(xiàn)最近發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上。

當(dāng)蚊子遇到二氧化碳時(shí)，它們會(huì)被黑暗的視覺(jué)物體吸引，比如它們的宿主。這項(xiàng)新的研究表明，二氧化碳會(huì)影響蚊子視覺(jué)中心神經(jīng)元的反應(yīng)，幫助它們更準(zhǔn)確地跟蹤視覺(jué)物體。

Vinauger和他的研究團(tuán)隊(duì)可以通過(guò)將蚊子與微型3D打印頭盔匹配，并將它們綁在LED飛行模擬器中，并將蚊子暴露在二氧化碳?xì)馀葜衼?lái)確定這一點(diǎn)。

維納格爾說(shuō)：“我們通過(guò)追蹤蚊子翅膀的頻率、加速度和轉(zhuǎn)動(dòng)行為，來(lái)監(jiān)測(cè)蚊子對(duì)視覺(jué)和嗅覺(jué)信號(hào)的反應(yīng)。

利用蚊子大腦的鈣成像實(shí)驗(yàn)，研究小組發(fā)現(xiàn)，二氧化碳調(diào)節(jié)蚊子對(duì)離散視覺(jué)刺激的神經(jīng)反應(yīng)。

在之前的研究中，Vinauger還利用成像和神經(jīng)記錄來(lái)展示嗅覺(jué)中樞的反應(yīng)是如何被蚊子先前的經(jīng)歷所調(diào)節(jié)的，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^(guò)敲擊和其他嘗試將蚊子從我們的氣味中移除。

“控制蚊媒疾病的全球戰(zhàn)略包括控制病媒種群，主要是通過(guò)使用殺蟲(chóng)劑。然而，蚊子傳播的疾病現(xiàn)在正在恢復(fù)，主要是因?yàn)槿丝谥袣⑾x(chóng)劑抗藥性的上升。在這方面，我的研究目標(biāo)是縮小我們對(duì)蚊子是如此有效的疾病載體的機(jī)制的理解中的關(guān)鍵知識(shí)差距，更具體地說(shuō)，是識(shí)別和表征調(diào)節(jié)它們尋找宿主行為的因素，”Vinauger說(shuō)，他也是一名附屬教師。弗萊林生命科學(xué)和生物技術(shù)研究所項(xiàng)目。

Vinauger實(shí)驗(yàn)室專注于研究病原體誘導(dǎo)的蚊子-宿主相互作用的晝夜節(jié)律和調(diào)節(jié)，并利用生物化學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、工程學(xué)和化學(xué)生態(tài)學(xué)等跨學(xué)科工具，研究其如何影響基因、神經(jīng)元和昆蟲(chóng)行為。

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