雌蚊互相跟随寻找繁殖地

科学家发现,埃及伊蚊利用社会线索来决定在哪里产卵

Aedes aegypti climbing up a leaf.

埃及伊蚊雌性停留在植被上。

Dylan Becksholt/Alamy Stock Photo

以下文章经 The Conversation 许可转载,The Conversation是一个报道最新研究的在线出版物。The ConversationThe Conversation

埃及伊蚊是美国最常见的蚊子种类之一,它们喜欢人类的一切。它们喜欢我们的体温和气味,这使它们能够找到我们。它们喜欢吸食我们的血液以使卵成熟。它们甚至喜欢我们制造的所有积水。未覆盖的容器、旧轮胎和垃圾堆会积水,非常适合繁殖。

随着美国南部气温升高,蚊子繁殖季节已经开始。


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鉴于埃及伊蚊雌性在城市地区有如此多的选择,这些国际性的蚊子是如何找到完美的产卵地点的?科学家们以前认为这是一个单独的行为,但现在研究表明,雌性埃及伊蚊(美国寨卡、登革热、基孔肯雅热和其他病毒的主要传播媒介)可以相互依赖,以获得关于繁殖场所的良好评价。

我们在佛罗里达国际大学的热带遗传学实验室发现了一种新的行为,即这些蚊子共同努力寻找合适的产卵地点。这些最近发表在《通讯生物学》上的发现表明,蚊子在繁殖场所调节自己的种群密度——这一见解可以为未来的蚊虫控制工作提供信息。

雌蚊在哪里以及为什么聚集

科学家们知道,雌蚊在产卵地点的选择上可能很挑剔。埃及伊蚊会寻找有人造繁殖场所,其中有相对干净的水,如鸟浴盆、轮胎甚至充满水的垃圾。但是,如果有两个相同的选择,你可能会认为它们会在两者之间均匀分布。

相反,当我们在一个双重选择测试中释放雌蚊时,这两个繁殖场所选项是等效的,我们反复发现一个腔室中的蚊子多于另一个。此外,无论首选腔室的位置如何,无论蚊子是否可以接触到水,或者繁殖场所是否已经存在蚊卵,这种情况都会发生。

雌蚊显然是成小群地互相跟随,选择一个繁殖场所而不是另一个,这是我们在埃及伊蚊中新发现的行为,我们称之为聚集。

这些昆虫显然不喜欢单独产卵。当我们在试验中测试30只蚊子时,它们选择一个地点而不是另一个地点的比例为2比1。然而,当测试种群增加到30只以上时,情况发生了变化。当我们测试60只或90只雌蚊时,聚集现象消失了。

这告诉我们,雌蚊可以在繁殖场所调节自己的密度,这很可能是一种限制幼虫竞争的机制。

蚊子正在互相嗅闻

蚊子主要通过嗅觉感知世界,使用三个嗅觉受体家族。当雌蚊选择产卵地点时,这些受体会检测到气味。但是,雌蚊如何互相感知以调节它们在繁殖场所的密度呢?

我们首先在两个测试繁殖场所之一放置了15只蚊子来探索这个问题。其他寻求产卵场所的雌蚊更喜欢未被占用的场所,而不是已经被占用的场所,尽管我们已经观察到蚊子不喜欢单独产卵。有些东西正在引导它们远离被占用的繁殖场所;我们推测可能是二氧化碳,它是蚊子生命周期所有阶段的重要线索。

当雌蚊寻找血餐时,它们会飞向CO₂的气味,所有脊椎动物都会通过皮肤呼出和释放。进食后,它们会飞离它,可能是为了避免被宿主杀死的风险。

蚊子也会释放二氧化碳,通常其他蚊子可以闻到它,这要归功于它们嗅觉器官中的一种叫做Gr3的受体成分。但是,当我们在我们的双地点测试中释放缺乏功能性Gr3受体的突变雌蚊来寻找产卵场所时,我们发现这些无法检测到二氧化碳的昆虫愿意在已被占用的繁殖场所产卵。这表明正常的蚊子可能正在避开已被占用的产卵场所,因为它们闻到了已经在那里的蚊子释放的二氧化碳。

为了证实这一点,我们为寻求产卵场所的雌蚊提供了两个未被占用的繁殖场所。然而,我们增加了其中一个场所周围的二氧化碳水平,使其达到百万分之600到750,而另一个场所的正常水平约为百万分之450到500。我们发现埃及伊蚊雌性避开了二氧化碳水平升高的未被占用的场所。这种行为似乎旨在防止被占用的繁殖场所变得过于拥挤。

总的来说,我们发现当埃及伊蚊雌性寻找繁殖场所时,两类受体在它们之间的相互作用中发挥着作用。气味受体检测一种未知的气味,将雌蚊吸引到一个场所;味觉受体检测二氧化碳,当二氧化碳水平较高时,它会阻止雌蚊进入繁殖场所。这些吸引和排斥气味之间的平衡将最终决定雌蚊是选择还是避开特定场所。

对蚊虫控制的影响

在城市地区使用生物杀幼虫剂(由对蚊幼虫有毒的活细菌制成的杀虫剂)来抑制蚊子种群是限制西尼罗河病毒和寨卡病毒等致命疾病传播的主要控制策略。对于埃及伊蚊来说尤其如此,它是最常见的在人类创造的人工繁殖场所中繁殖的城市蚊子物种。其他控制策略,如在大面积区域喷洒杀虫剂,也会以有益的昆虫以及蚊子为目标,并且可能存在争议。

了解雌性埃及伊蚊利用社会线索来选择最适合幼虫生长的繁殖地,并在繁殖场所过于拥挤时离开,这可能会导致新的控制措施。中断雌蚊的繁殖周期将减少蚊子的传播和这些昆虫携带的疾病的传播。

本文最初发表于The Conversation。请阅读原始文章

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