身怀六把「剑」:蚊子是这样吸血的!
夏天已经过去一多半,蓝星人和蚊子的战争却远未结束。被咬得满身包就已经足够烦人,蚊媒疾病的困扰更是要命。为了抵抗蚊子,人们电蚊香、驱蚊水齐上阵,还展开了神秘的东方结界——蚊帐。不过,在忙着赶走蚊子的同时,你有没有好奇过,它们到底是怎么叮人的?
在不少人眼中,吸血的雌蚊子似乎就是一个个飞行的迷你注射器——它们用自己的小针管扎向血管,打点坏东西进去,再吸走血液。不过事实上,蚊子的吃饭家伙可远没那么简单。
蚊子嘴常被人描绘成 " 一根钢针 "。图片来自:《一拳超人》
蚊子嘴:剑鞘藏着六把 " 剑 "
蚊子的口器可不是简单的一根管,如果把它解剖一下,就会发现里面其实还藏着更多结构,这样的结构一共有 6 条。
剖开蚊子嘴,里面另有乾坤。原视频来自:Deep Look
这一条条的东西都是啥?这要从昆虫的发育说起。无论看起来多么奇葩的口器,它们其实都遵循相同的发育规律。节肢动物的每一个体节有一对附肢,而昆虫的头部则是若干压缩在一起的体节,原本每一节自带的附肢就变形成为了触角和口器的各个部分。和所有昆虫纲成员一样,蚊子的口器也由一系列高度特化的附肢组成:上唇(labrum)、上颚(mandible)、下颚(maxilla)、下唇(labium),再加上可能起源于上颚体节的舌(hypopharynx)。
蚊子口器详解。图片来自:insectcop.net
从上面的示意图中,我们可以更清楚地看到蚊子口器的各个部分。最外面紫色的是蚊子的下唇,平时人们见到的 " 蚊子嘴 " 其实也是它。下唇就像剑鞘一样,包裹着内部的其他结构,只有吸血时才会 " 亮剑出鞘 "。而下唇的功能又不只是这么简单,在口器其他部分刺入皮肤时,它会折叠起来,但前端始终紧贴着皮肤,起到引导和辅助的作用,这就像是往木头里钉钉子时用手扶住钉子那样。
看到折叠的下唇了吗?它也是其他部分的引导与辅助装置。原视频来自:Deep Look
在刀鞘里面,上颚和下颚是蚊子刺入皮肤的主要工具。上颚细长尖锐如同西洋剑,下颚的末端长有 " 刀片 " 和倒钩,它既可以切割组织,也可以防止口器在深入 " 钻探 " 的过程中打滑。除了锋利之外,这些 " 长剑 " 还有惊人的柔韧度。蚊子并没有百分百命中血管的超能力,它往往需要一番摸索才能找到血管所在。但是和新手护士不同,蚊子找血管不一定需要反复进针。蚊子的上下颚可以在皮肉间自由地弯曲游走,寻找合适的毛细血管。我们习惯把蚊子的进攻称作 " 叮 ",不过人家可是在刀刀到肉地咬呢,只是由于口器太细长了,从外表一点也看不出来。
人家才不是钢针!看我多灵活。 一只冈比亚疟蚊在小鼠皮下摸索着血管。这是怎么拍出来的?下图是拍摄现场。
在 2012 年的一篇论文中,研究者们报告了这种对蚊子行为进行实时观察的方法。图片来自:Valerie Choumet et al.
一旦找到了血管,占据了口器中心位置的一对主要输送管道——上唇和舌就会开始工作。这两根管道的流向是相反的,上唇负责吸取,而舌负责 " 注射 "。舌将蚊子的唾液从唾液腺中导出,注入人体。这也是蚊子叮人时真正有危险的一步——如果蚊子体内携带者疟原虫、寨卡病毒之类的蚊媒病原体,那病原体也会随着唾液混入人体内。
蚊子的唾液含有抗凝血和麻醉成分,这可以让它们在吸血的时候不那么容易被发现,也不用担心血液凝固的问题。而负责把新鲜血液从我们的血管送进蚊子的肚子,这就是口器的最后一部分——上唇的工作了。
蚊子吸血中。吸血和 " 注射 " 是通过两条不同的管道完成的。录制者:Valerie Choumet et al.
所以说,蚊子吸血的时候,并不是用一根针在戳你,而是用好几对灵巧的附肢在做微创解剖、注射和抽血啊 ……
吸血昆虫:我们还有一万种方式吸到你的血
除了蚊子之外,吸血的昆虫还有很多。它们的口器常被统称为刺吸式口器,但事实上,它们的起源和结构并不相同。
同样是进食流质和半流质食物,蝽的口器就和蚊子不一样,它们唯一相像的也只有充当 " 剑鞘 " 的下唇了。和蚊子负责切割的上下颚不同,蝽细长的上下颚左右相叠,组成了一根细针。细针中间含有两条管道,一个输送唾液,另一个吸取食物。吸血的半翅目昆虫,比如臭虫和锥蝽都使用着这样的吃饭家伙。
和蚊子同为吸血双翅目昆虫的牛虻又采取了另一个路数。和蚊子的精细操作不同,牛虻的口器宛如一系列锋利的短刀,在寄主的皮肤上粗暴地一通乱捅,然后用下唇舔食流出来的血液。也因为如此,被牛虻咬可比蚊子叮要疼多了。
牛虻:野蛮乱捅派。图片来自:bio.vtn2.com
至于鳞翅目的虹吸式口器,实际上主体部分是两条超长的下颚外叶左右接合而成;接合部分形成细细的管道,用来吸取花蜜等食物。有些蛾子的口器末端硬而尖锐,可以用来刺破果实取食,甚至还能吸血。
跳蚤的口器则又大不相同,上咽、下颚内叶和下唇须这些不常担任主演的口器附件在跳蚤身上得到重用,相互重叠包裹形成了口器的主要部分。
这些昆虫界的小吸血鬼们,每个都有自己的独门利器,虽然结构不同,作用却殊途同归。它们虽然不起眼,但也是可怕的反派角色,单是蚊子传播的疟疾,每年在全世界就可导致 60 多万人死亡。人类与吸血昆虫的战争,还将继续下去。(编辑:窗敲雨)
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