
科技日报记者 张佳欣
夏日黄昏,户外常常聚集一团嗡嗡打转的蚊子,那其实是雄蚊子们在开“相亲大会”。它们聚在一起,等雌蚊飞进来,循着雌蚊翅膀拍动的声音追上去,寻找交配机会。对它们来说,雌蚊翅膀拍动的细微声音,是寻找配偶的重要线索。
蚊子飞行时发出的声音并不大,周围还有各种各样的环境噪声。雄蚊是靠什么本领“听声寻偶”的?
要弄清其中的奥秘,得先看看蚊子的“耳朵”长在哪里。
蚊子没有人类那样的耳廓和耳道,它们的听觉器官藏在触角上。触角基部有一种名为约翰斯顿氏器的特殊感觉器官,能感知空气振动。当声波传来,触角会随之产生微小振动,感觉器官再将这些机械振动转化为神经信号,让蚊子感知周围声音。
别看这套装置结构简单,但对振动的感知却十分精细。雄蚊和雌蚊的“耳朵”差异很大,对不同频率声音的敏感程度也不一样。雄蚊需要识别雌蚊振翅声的特定频率,才能在蚊群中找到交配对象。如果“耳朵”无法准确捕捉这种声音,即使雌蚊就在附近,雄蚊也可能错失机会。
是什么让雄蚊拥有这样的听觉本领?日本名古屋大学等机构的科学家将目光投向了一种名为“fruitless”的基因。此前,科学家在果蝇身上发现,这种基因是造成性别行为差异的“幕后推手”。进一步研究发现,埃及伊蚊雄蚊的听觉器官中也有大量“fruitless”基因表达。为了弄清它的作用,科学家决定改变雄蚊体内这一基因的功能,看看会发生什么。
结果出人意料。这些突变雄蚊到了黄昏不再和其他雄蚊扎堆开“相亲大会”,也不再为雌蚊翅膀拍动的频率所动。
原来,基因突变后,雄蚊听觉系统的灵敏度峰值偏移到了更高的频率,超出了雌蚊振翅声的“频道”。突变雄蚊的听力严重下降,听觉神经对声音的反应只有正常雄蚊子的六分之一。与此同时,解剖结构上也出了岔子。蚊子是目前已知唯一拥有听觉传出神经元的昆虫。这些神经元从中枢神经系统延伸至听觉器官,能调节听觉功能。突变雄蚊的这套听觉传出网络发生了改变,导致它们的听觉部分“雌性化”,放大声音的能力也受损了。
科学家还发现,fruitless基因会影响一类叫“动力蛋白”的基因。这是一类大型分子马达蛋白。科学家推测,这些基因表达的变化可能共同影响听觉器官对振动和声音的放大功能,导致雄蚊难以准确听见雌蚊的“情歌”。
这项发现为蚊虫防控提供了新思路。既然fruitless基因是建立雄蚊听觉功能的关键因素,那么靶向这个基因及其下游基因,就有可能让雄蚊“找不到对象”,干扰蚊子繁殖,从而控制蚊子种群数量,减少疾病传播。

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