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隨著一年之中氣溫最高的“三伏天”來臨，“嗡嗡嗡”的蚊子也開始活躍,，不管是在室內(nèi),、室外還是植物繁茂的野外，蚊子總能準(zhǔn)確地找到我們暴露的皮膚,，并狠狠叮上一口。本文介紹掃描電鏡解析蚊子精密的吸血“武器”
Chapter 1 蚊子為什么需要吸血,？
其實雄性蚊子只以植物汁液為食,，雌性蚊子才會需要取食血液以完成生殖營養(yǎng)周期，因為血液中包含的蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)可以幫助雌蚊排卵,。
Chapter 2 蚊子如何吸食血液,？
蚊子為了吸食血液，進(jìn)化出了一套高度特化的吸血口器,，內(nèi)含 6 根“針”（不吸血時 6 根“針”由下唇包裹）,。6 根針分別是：上唇、舌、一對下顎和一對上顎（如圖 1 所示）,。
圖1 雌蚊頭部照片,，右側(cè)為口器展開形態(tài)，左側(cè)為一對觸角
我們將蚊子標(biāo)本放到飛納臺式掃描電鏡下觀察發(fā)現(xiàn),，其下唇較為寬厚,，表面覆蓋大量鱗片（見圖2），這也就是我們?nèi)庋塾^察到的蚊子嘴,。但在吸血時,，下唇會彎曲留在皮膚外，內(nèi)部收束的“針”則會進(jìn)入皮膚（見圖3）,。
圖2：下唇前端掃描電鏡照片,，內(nèi)部包裹的針在前端翹起
圖3：蚊子吸血的照片，下唇彎曲留在皮膚外
我們剛剛說到,，這個吸血口器高度特化,，6 根“針”分工明確,。其中上唇負(fù)責(zé)吸血,，舌負(fù)責(zé)注射唾液，上顎和下顎負(fù)責(zé)割開我們堅韌的皮膚,，為找尋血管探路開道,。因此上下顎都比較堅韌且前端銳利，下顎長有倒鉤,，在切割組織時還起到固定作用（圖4）,。
圖4：雌蚊下顎 掃描電鏡圖片，前端長有倒鉤
Chapter 3 蚊子是如何準(zhǔn)確找到宿主的,？
蚊子主要通過宿主釋放出的氣味,、CO、濕度等線索發(fā)現(xiàn)并選擇宿主,。氣味線索主要依靠嗅覺系統(tǒng)感知,，觸角是蚊蟲最主要的嗅覺器官，其上生有多種感器,，能夠?qū)ν饨绺鞣N刺激產(chǎn)生反應(yīng),。
瘧疾媒介 - 中華按蚊的觸角感器在飛納電鏡下可以看到其觸角的整體面貌（圖5）以及不同形狀的嗅覺感器（圖6），此蚊子標(biāo)本我們觀察到有 3 種感器,，分別為毛形感器,、刺形感器、錐形感器,。
圖5：雌蚊觸角 掃描電鏡圖
圖6：觀察到的 3 種感器：毛形感器,、錐形感器、刺形感器
毛形感器：蚊蟲觸角上數(shù)量最多的感器，在追尋宿主和尋找產(chǎn)卵場所等行為有重要作用,。
錐形感器：對氨,、乳酸和短鏈羧酸等非常敏感，這些是人類汗液的主要成分,，說明錐形感器在追尋宿主行為中有重要作用,。如圖 7 所示
圖7 錐形感器，外形較直,，形狀如突起釘,，表面有凹槽
刺形感器：屬于機(jī)械感器，具有感知氣流運動的功能,。雌蚊可以通過觸角上的感器,，從空氣氣流中嗅聞出人類的味道，并逆著含有人類味道的氣流飛行尋找,。
Chapter 4 “嗡嗡嗡”的惱人聲音來自哪里,？
當(dāng)蚊子終于來到人類附近時，我們總能聽到“嗡嗡嗡”的聲音,，可蚊子并沒有發(fā)聲器官,，那這個惱人的聲音是怎么來的呢？其實這個聲音是由蚊子的翅膀振動引起的,，翅膀振動頻率很快,，每秒約 594 次。
蚊子僅有一對翅膀,，是一層薄薄的膜,，四周分布著不同形貌的鱗片（圖8），原有的后翅退化為平衡棒（圖9）,，幫助飛行時平衡身體,。
圖8：蚊子翅膀掃描電鏡圖，左圖（放大倍數(shù)：88X）,，
右圖（放大倍數(shù)：800X）
圖9：蚊子平衡棒（退化的后翅）掃描電鏡圖
Chapter 5 蚊子的眼睛有什么作用,？
依靠著觸角和翅膀，蚊子能準(zhǔn)確找到宿主,，但當(dāng)蚊子遇到天敵或被宿主驅(qū)趕時,，復(fù)眼作為視覺器官起到了重要作用。
蚊子有一對幾乎將頭部包裹的復(fù)眼,，每只復(fù)眼由上百個六邊形的小眼組成,，這意味著它可以眼觀六路，敏銳察覺到宿主的攻擊,。如圖 10 和圖 11 所示
圖10：蚊子復(fù)眼局部 掃描電鏡圖 (放大倍數(shù)：2,000X)
圖11：單個小眼 掃描電鏡圖 (放大倍數(shù)：8,000X)
Chapter 6 蚊子為什么可以立在水上,？
當(dāng)雌蚊吸飽了血液,，并成功躲避了宿主追擊，它需要在水面進(jìn)行產(chǎn)卵,。蚊子是生物世界里少見的具有水陸“兩棲”功能的昆蟲,。一條腿可以在水面上撐起蚊子體重約 23 倍的重量，蚊子腿的最外層是角質(zhì)層,，具有超疏水性能,。
放到飛納電鏡下觀察我們發(fā)現(xiàn)，蚊子腿上覆蓋著大量微小的羽毛狀鱗片,，每個鱗片上存在縱橫交錯的格柵狀結(jié)構(gòu),，可以容納許多氣體分子，在蚊子接觸水面時形成氣墊,，并且外面滿是防水的蠟質(zhì)和烴類,，幫助它在水面浮立產(chǎn)卵（如圖 12 所示）。
圖12 蚊子腿表面的鱗片 (左圖,，放大倍數(shù)：275X) 及鱗片上的格柵狀結(jié)構(gòu) (右圖：放大倍數(shù)：2,000X)
Chapter 7 蚊子為什么可以在天花板上自由行走?
在蚊子不行動的時間里,，往往會藏在暗光處休息。為什么蚊子可以在天花板上來去自由呢,？我們放到飛納電鏡下觀察發(fā)現(xiàn),，蚊子腳墊由兩個鉤子形的爪子和橢圓形的粘附墊構(gòu)成，這種結(jié)構(gòu)可以幫助它們用各種角度在墻壁,、玻璃和天花板上自由行走,、長時間粘附停留（如圖 13 所示）,。
圖13：蚊子腳墊掃描電鏡圖
小小的蚊子在掃描電鏡下竟然有這么多的特殊結(jié)構(gòu),，萬惡的蚊子也有神奇的一面，極其精妙的結(jié)構(gòu)是其在地球上生存了 1 億多年的基礎(chǔ),。這些結(jié)構(gòu)相互配合,，讓它能夠自如的完成：尋找宿主、逆風(fēng)飛行,、吸血,、躲避追擊、浮立產(chǎn)卵等動作,。
參考文獻(xiàn)
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劉曉荻.蚊子如何聞到人身上的汗液[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床, 2019,39(10):1498.DOI:10.16352/j.issn.1001-6325.2019.10.027.
孔祥清,曲艷東,章文姣等.蚊子口針刺入皮膚的刺入力分析[J].科技導(dǎo)報,2013,31(22):60-63.
孔祥清,吳承偉.蚊子腿表面多級微納結(jié)構(gòu)的超疏水特性[J].科學(xué)通報,2010,55(16):1589-1594.
孔祥清. 蚊子浮水與針刺力學(xué)行為研究[D].大連理工大學(xué),2010.
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