已知采采蝇会携带寄生虫,在撒哈拉以南非洲地区传播疾病,例如非洲昏睡病和那加纳病。
耶鲁大学的研究人员发现了一种新的采采蝇信息素——棕榈油酸甲酯(MPO),它能吸引雄性采采蝇,并使其原地不动。
MPO 可与宿主气味结合使用,以改进采采蝇诱捕器,从而减缓疾病传播。
目前,研究团队正与肯尼亚的合作伙伴合作,测试 MPO 在诱捕器中是否能在真实环境中发挥作用,而不仅限于实验室环境。
一种新发现的采采蝇信息素揭示了昆虫如何进行交流的新见解,并可能有助于减少疾病传播。
采采蝇是一种吸血昆虫,在撒哈拉以南非洲的大部分地区传播人类和动物的疾病。
已知采采蝇会携带名为非洲锥虫的寄生虫。当这些昆虫叮咬人类或动物时,会传播这些寄生虫,从而导致诸如非洲昏睡病等疾病的传播。非洲昏睡病可能对人类致命,而那加纳病则会影响牲畜和其他动物。
“非洲昏睡病是一种可怕的疾病,且难以治疗。我们的免疫系统很难清除锥虫,而我们现有的大多数杀灭这类寄生虫的药物都具有毒性,”耶鲁大学分子、细胞与发育生物学教授、这项新研究的通讯作者约翰·卡尔森(John Carlson)说道,“而影响牲畜的那加纳病,已对该地区造成了严重的经济影响。”
此外,随着气候变化预计将扩大采采蝇的生存范围,未来几年受这些疾病影响的人类和动物数量预计还将增加。
已有一种策略被认为可用于控制采采蝇的传播,即利用其自身分泌的信息素——尤其是挥发性信息素,即通过距离而非直接接触发挥作用的信息素——来引诱并诱捕这些昆虫。
为了找出可用于此目的的挥发性信息素,研究人员选取了采采蝇——物种为G. morsitans——将其置于液体中,以收集它们可能释放的任何化学物质。随后,他们将这些提取物通过一种名为气相色谱-质谱联用仪的设备进行分析,该设备能够从混合样本中鉴定出特定化合物。
研究人员发现了数种此前从未被报道的化学物质,其中包括三种能够引起采采蝇反应的物质。其中一种名为棕榈油酸甲酯(MPO)的化学物质效果最为显著。
具体而言,在第一作者、卡尔森实验室的博士后研究员希玛·易卜拉欣(Shimaa Ebrahim)主导的一系列实验中,研究人员发现,MPO 能够吸引雄性采采蝇,使其停下并在原地停留一段时间,并具有催情作用。将含有 MPO 的一滴液体滴在仅形似苍蝇的纱线结上,便能吸引雄性采采蝇;同样,它还能吸引另一种采采蝇物种的雌性个体,而这些雌性个体通常不会与雄性采采蝇发生互动。
为了更好地理解 MPO 如何介导行为,研究人员随后测试了苍蝇触角上的神经元是否对 MPO 产生反应。结果证实,他们发现触角上有一个嗅觉神经元亚群,在接触该信息素后,其放电频率会增加。
研究人员表示,这些发现共同表明 MPO 是一种采采蝇引诱剂,因此,它可能有助于减缓疾病传播。
目前,控制采采蝇数量最有效的方法是使用诱捕器,诱捕器中含有采采蝇偏好取食的动物的气味。
“现在,我们发现了这种可与宿主气味结合使用的信息素,”卡尔森说道,“尤其是考虑到 MPO 不仅能吸引采采蝇,还能使其原地不动。”
动物气味的优势在于能够在较远距离吸引采采蝇,但其往往会迅速消散。卡尔森补充道,MPO 在较短距离内起作用,但效果可持续更长时间。
“在对抗采采蝇及其所传播的疾病方面,MPO 可能会成为工具箱中的又一件利器,”他说。
目前,研究团队正与肯尼亚的合作伙伴合作,测试 MPO 在诱捕器中是否能在真实环境中发挥作用,而不仅限于实验室环境。
此外,研究人员希望进一步了解,是什么导致感染锥虫的采采蝇释放出一套截然不同的化学物质(这是他们在研究中发现的另一项成果),以及这一现象如何影响采采蝇之间的交流。
该研究发表于期刊《Science》。

