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驱蚊新招——“奶油味”

(文/Ed Yong)我们每次呼气都在向饥饿的蚊子发送着信号。这些吸血鬼靠嗅觉来寻找目标,它们对空气中的二氧化碳异常敏感,能循着微弱的二氧化碳痕迹远距离寻找目标。它们对持续流动的气体不感冒,而是等待着节律性的释放,比如,一个人呼出的气体。一旦发现气体源头,它们就会直冲冲地飞过去,找到这个能让它吸血的倒霉鬼。

蚊子的这种追踪能力让我们防不胜防,也难以避免由于它们叮咬而传播的疾病。你可以选择屏住呼吸,不呼出二氧化碳,但是很快你就会死翘翘了,自然也就不用担心患上疟疾或者登革热。

有比这更好的方法。来自加州大学河边分校的斯蒂芬妮•林恩•特纳(Stephanie Lynn Turner)和李楠(Nan Li)制成了由几种化学物质组成的混合物,能对蚊子用来侦测二氧化碳的神经元起作用。它通过过度激发这个神经元,最终使其失去作用,从而破坏蚊子的导航系统,蚊子便会失去方向。

目前仅有极少数化学物质能够有效地驱蚊,DEET(即避蚊胺)是其中之一。DEET是美国军方的一项发明,是世界上应用最广泛的驱蚊剂。毫无疑问,DEET是高效的,它的作用机理是阻断与昆虫嗅觉有关的蛋白。但是它非常昂贵,而且可能对我们的神经系统具有副作用,它也能融化塑料。最关键的是,有些蚊子已经开始对DEET产生了抗性。我们需要新的驱蚊剂。

特纳和李楠选了一批蚊子作为不知情焦点组,把电极接到蚊子的感觉器官上,然后将这些蚊子暴露于不同的化学物质气体中,并记录下它们的反应。其中一种物质——2-丁酮,能够激发“cpA”神经元,蚊子就是利用它来感知二氧化碳的。

特纳和李楠又测试了其他化学物质,最终找到了一种物质,不止能激发cpA神经元,而且能使其超出负荷。它就是2,3-丁二酮(双乙酰),闻着有点黄油或奶酪的味道。将蚊子暴露在双乙酰中短短一秒,就能导致cpA神经元强烈激发并持续数分钟。

将蚊子置于一个风洞中,它们能准确地飞向二氧化碳源头,但是若事先将蚊子暴露在双乙酰中,它们就会到处乱撞。特纳和李楠还将双乙酰与其他三种气味剂(1-己醇,1-丁醛,1-戊醛)混合,成功地增强了这种效果,这样仅用十分之一的剂量就能达到单独使用双乙酰的效果。

在仿真环境下,这个混合物也能发挥驱蚊作用。特纳和李楠建立了一个大的温室,里面有两个小室,每个小室中都有一个二氧化碳发散装置,模拟了正在睡觉的人呼出的气体。其中一个小室还包含一个小小的风动装置,能挥散出双乙酰混合物。然后将蚊子释放到温室中过夜,结果能挥散混合物的小室中蚊子更少。

这种新的驱蚊剂有几大优点。它对三种蚊子有效,分别是埃及伊蚊Aedes aegypti(传播登革热和黄热病)、冈比亚按蚊Anopheles gambiae(传播疟疾)及致倦库蚊Culex quinquefasciatus(传播淋巴丝虫病)。它可以扩散到比较大的区域而且使用的时候无需涂抹到皮肤上。它和DEET的驱蚊性质不拮抗,二者可以结合使用。由于它是几种化学物质的混合物,蚊子应该比较难以进化出抗性。

这些优点听起来都很不错,但是它也有一个很大的缺陷,即安全性。双乙酰存在于几种含酒精的饮料里,它一般用来使人造黄油和爆米花带上奶油香味,但是在高剂量使用时具有刺激性。它与一种罕见但很严重的肺部疾病——闭塞性毛细支气管炎有关,在食品厂工作的工人由于长期吸入双乙酰,易患这种病,通俗地称为“爆米花工人肺病”。

所以,在人们睡觉时喷洒高剂量的双乙酰是不太可能的。但是双乙酰并不是这项研究的最终结果,还有其他的办法。特纳和李楠打算按照双乙酰的化学结构来研制新的化学物质,驱蚊效果更好,也更安全。如他们所说:“我们的当务之急是确定这样的分子,它在低浓度时就有效,对环境无害、便宜而且有益于防止蚊子传播的疾病。

他们若能成功的话,将是意义非凡的。蚊子大概是地球上最危险的动物,每年它们携带的疾病致5亿人受到感染,其中数百万人死亡。来自美国国家卫生研究院的马克•施托普菲尔(Mark Stopfer)对这项研究很是看好。“特纳和李楠已经测试的化学物质,包括2,3-丁酮,尚未被证实对人类的安全性”他说,“但是这个实验结果也表明这些化合物对蚊子是绝对不安全的。”

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博主介绍: Ed Yong,著名科学作者。他白天在英国癌症研究中心上班,晚上回家写他自己的科普博客Not Exactly Rocket Science。他的文章被众多知名刊物采用,包括New Scientist, Nature, the Economist, the Guardian, the Daily Telegraph以及SEED等。

The End

发布于2011-06-07, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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