两项研究确定了昆虫控制的新策略

蚊子传播多种疾病，其中包括疟疾和登革热病毒。2020年，全世界发生了约2.41亿例疟疾病例，2021年又发生了几百万例。世界上近一半的人口生活在有感染登革热病毒风险的地区。昆虫还破坏了三分之一的农业。

加州大学河滨分校的科学家进行的新研究表明，挥发性驱虫剂可用于控制昆虫，这些驱虫剂可应用于窗台、小屋屋檐、房屋入口、后院、室外农产品储藏区、牲畜收容所入口等表面，以及在田地里的庄稼旁边。

研究人员专注于氨，一种在昆虫环境中发现的基本挥发性化合物。在低浓度下，例如在人体汗液中，氨是蚊子和其他昆虫的引诱剂。然而，在高浓度下——例如，在家用清洁剂中发现的浓度——氨不再对昆虫有吸引力。研究人员调查了在氨存在下果蝇和蚊子的嗅觉(嗅觉)系统和味觉(味觉)系统会发生什么变化。

“我们发现嗅觉神经元似乎有一阵活动，然后它们会沉默一段时间，”分子、细胞和系统生物学教授AnandasankarRay说，他领导了这项发表在iScience杂志上的研究。“在沉默期间，神经元无法检测到任何气味，这意味着昆虫无法有效地发现人类皮肤的气味。”

当Ray的团队测试果蝇和蚊子(埃及伊蚊)的味觉系统时，他们发现了类似的反应。

“就味觉而言，我们发现氨和‘胺’——构成许多合成气味剂的氨的衍生物——不会产生我们在嗅觉系统中看到的闪光类型的活动，”雷说。“但它们确实显示出我们在嗅觉系统中发现的抑制作用。我们能够证明氨可以抑制昆虫对糖和盐的反应。”

大多数昆虫使用嗅觉系统找到落脚点后，就会执行味觉系统。蚊子使用它们腿上的标签——帮助寻找合适的叮咬位置的感觉探针——来品尝食物。果蝇唇瓣上的细毛(感器)使果蝇能够在不吃食物的情况下品尝潜在的食物。

据雷说，这一发现将来可用于制造有效的驱虫剂。

“虽然像氨这样的化合物具有高pH值和碱性，但由于其腐蚀性不能用于皮肤，它们可以用于其他方面，”他说。“许多叮咬性昆虫从外面飞入家中。在世界大部分地区，昆虫通常在夜间在室内叮咬人类和宠物。例如，如果墙壁是昆虫停泊和等待的地方，其中含有高pH值的材料，蚊子就会受到影响。同样，如果在房屋和动物棚屋的入口通道周围散布一种高pH值化合物，例如胺，它可以让蚊子远离。”

JonathanTrevorrowClark、AnindyaGanguly、JadrianEjercito、MatthewLuy和AnupamaDahanukar加入了Ray的研究。该研究论文的标题是“昆虫中氨和碱性挥发性胺的厌恶浓度的化学感应检测”。

就是湿度

在另一篇发表在《科学报告》杂志上的论文中，Ray的实验室研究了亚洲柑橘木虱(ACP)和蚊子对湿度的行为改变，它传播柑橘黄龙病。尽管昆虫可以感知湿度，但关于破坏其湿度感知神经元的研究却很少。

“我们发现胺类气味剂会抑制湿度反应，”雷说。“我们确定了ACP中检测湿度的神经元，并发现某些胺类可以抑制它们的湿度感应。然后我们证明这在果蝇中是保守的。这可能是研究人员第一次表明气味可以抑制湿度感应。“

然后，研究人员在被水体吸引产卵的妊娠蚊子(埃及伊蚊和按蚊)中测试了湿度感应。在实验室中，为准备产卵的吸血蚊子提供了两杯水。一个杯子里装着一小瓶抑制湿度感应的气味。研究人员发现蚊子避免在那里产卵，而是更喜欢未经处理的杯子。

“这表明可以通过使用挥发性化学物质来阻断昆虫的湿度感应神经元并降低产卵水平，”雷说。

他还解释说，ACP似乎可以避免高湿度。为了测试它们的湿度感应，他的实验室在双臂中使用了一个高湿度的Y形管。ACP一开始都不喜欢这两个手臂。但是当研究人员在一只手臂上引入抑制气味的湿度时，ACPs开始更喜欢它，因为他们再也感觉不到湿度了。

“这意味着通过使用挥发性气味阻断昆虫感知水的能力，我们可以操纵它们的湿度感知通路并以可预测的方式改变它们的行为，”雷说。“将来有可能设计胺来防止某些地区的昆虫产卵。”

该研究对蚊子传播疾病的地区有影响。吸完血后，蚊子会寻找水来产卵。一只雌性蚊子在一个晚上可以产下多达300个卵。

“由于这种极高的繁殖潜力，从春季到夏季，我们看到蚊子数量激增，”雷说。“如果水里有蚊子幼虫，就很难控制蚊子的数量。这就是为什么在热带国家不可能杀死所有的蚊子。即使留下几只蚊子，它们的繁殖速度也非常快。”