作案工具不够格，还英年早逝？研究证明，爱吸血的公蚊子，下场都挺惨的

农村有一句老话“蚊子赛老虎，秋后的蚊子咬死人”。这话说的不错，因为初秋20℃左右的温度正适合蚊子活动，而且充足的雨水更有利于蚊子的繁衍。这可苦了我们人类了，对于时不时冒出来的蚊子，我们早就不胜其烦。
如果要公众评出一个“最讨厌的昆虫”榜单，那么蚊子一定“光荣地”名列前茅。这些传播疾病的吸血鬼，靠吸食人类和动物的血液为生，还常常“来无影去无踪”，真让人恼火。
事实上，世上有上千种蚊子，其中危害人类的只占少数。
而且，蚊子平常是吃素的，嗜血只是蚊子一方面的特性。通常花蜜和植物的汁液就足够提供它们所需要的营养。
正在吸食花蜜的蚊子-图源https://www.cleggs.com/
据说，野外的公蚊子一辈子以花蜜为食，是不折不扣素食主义者。所以，通常情况下吸血的只有母蚊子。
吸血这种可恶的行为，对母蚊子来说，却有个冠冕堂皇的理由——为了孩子。因为人类或动物的血液中含有使蚊卵成熟不可或缺的物质，所以母蚊子在产卵期会叮咬人或动物。
产卵期吸血的母蚊子VS一向素食的公蚊子-图源https://www.theverge.com
在作案工具上，公蚊子和母蚊子也有区别。蚊子吸血主要是依靠口器，口器是六根分布于不同部位的口针，上唇和舌上各一根，上下颚各两根。
蚊子头部器官示意图
母蚊子吸血有两种方式，一种是用口针直接刺破人或动物的微血管，类似我们用吸管喝饮料一样吸血。另一种方式是游移口器划破微血管，等较多的血涌出时再享用美餐。
对公蚊子来说，由于它们不必承担产卵的责任，所以本身不需要吸取过多的营养，这导致了口针的严重退化——变得很细而且非常短小，难以刺入人或动物的皮肤。因此，吸血对于公蚊子是一项艰难的活动。
母蚊子（图上）与公蚊子（图下）最直观的差异体现在体型上。公蚊子明显比母蚊子要小。口器也更短一些。
吸血很艰难，但并非不可能。曾经只有公蚊子吸食花蜜的说法，但在2016年，加州大学戴维斯分校的昆虫学家Mahmood R. Nikbakhtzadeh, Garrison K. Buss和Walter S. Leal发现了雄性库蚊也能够以血液为食。这是世界首例发现公蚊子吸血的研究，颠覆了人们的常识。

图源https://insectcop.net/the-culex-mosquito-genus/
顺带一提，库蚊（Culex）又称家蚊，是世界上三大类吸血的蚊子（按蚊、库蚊和伊蚊）中的一种，能传播丝虫病和流行性乙型脑炎等疾病。
研究者发现，即使公蚊子面前摆着现成的糖源，有的也仍选择以血液为食。也就是说，血液对公蚊子的吸引力并不亚于其赖以生存的糖分。
Mahmood R. Nikbakhtzadeh,等人的研究论文所附的公蚊子吸血画面。（A）公蚊子在塑料杯中倒置的、浸满鲜血的棉球上吸血。（B）公蚊子通过一层石蜡封口薄膜（Parafilm）吸血。图源www.researchgate.net.
不过，这并不意味着我们又多了一类“被迫无偿献血”的对象。
原因有二。首先，正如上文所言，公蚊子的首要“作案工具”口针太过短小，而且很细，无法刺入人或动物的微血管。所以，假如公蚊子遇见你，它可能想说：“word不大，你不用怕”……
而且，通过测量雌、雄性库蚊上下颚长度，表明雄性和雌性蚊子的下颚长度大致相同。但公蚊子的上颚明显短于母蚊子，这可是除了口器之外第二重要的“餐具”，用于切割被吸血者的肌肤。
蚊子吸血过程
可见，在吸血工具上，公蚊子就输了。
其次，爱吸血的公蚊子通常运气不会太好，下场也可能很惨。研究者“好心”把美味的鲜血送到公蚊子面前，竟然加速了它短暂生命的凋零。
与仅以糖为食的蚊子相比，吸食血液会使公蚊子的寿命降低到仅几天。
实验图示：分别在吸食水、血液、10％的蔗糖溶液和10％的蔗糖溶液混合10％的血液、10％的蔗糖溶液混合20％的血液、10％的蔗糖溶液混合40％的血液的6种情况下，公蚊子的存活率和存活时间对比。
研究证明，在依靠吸食纯血液或水生存的情况下，公蚊子的存活时间不超过5天。但如果只吸食10％的蔗糖溶液，公蚊子最久可以存活超过一个月。而在蔗糖溶液里掺血，血液浓度越高，公蚊子活得越短。
要是通俗地概括一下仅由上图告诉我们的事实——那就是公蚊子吸的血越多，寿命越短。
这么一想，公蚊子还挺可怜。好不容易吸上了血，竟然还折寿……
甲之蜜糖，乙之砒霜。通过在来莱卡立体显微镜下对公蚊子和母蚊子的解剖，研究者观察到，平均而言，公蚊子只摄入了大约 0.5 µl 血液，仅相当于母蚊子摄入的血液量的 10% 左右。换句话说，对母蚊子来说是营养大餐的血液，于公蚊子而言便成了裹着蜜糖的毒药，只需一点，便能致命。
如此看来，公蚊子和母蚊子的吸血能力立见高下。都是蚊子，咋差别这么大呢？这是因为，公蚊子不具备吸食脊椎动物的血液的能力。
意料之外，情理之中。从进化的角度来看，吸血习性在节肢动物进化过程中并不少见。然而，目前在地球上超过一百万种昆虫和蛛形纲动物中，只有大约14,000种具有以脊椎动物血液为食的能力。遗憾的是，公蚊子并不在此列。
公蚊子要是听到了这句话，它们的内心也许是：生而为蚊，我很抱歉……
节肢动物的简易进化示意图-图源https://evolution.berkeley.edu.
让我们言归正传。上面的数据表明，吸血习性的进化存在严重的生理限制。这意味着与使用血液作为食物来源相关的特殊适应性具有选择性优势。
血液中的红细胞分解后产生的血红素是有毒的。这种潜在的细胞毒性分子，如果不能妥善处理，那毫无疑问将对生物体有害。以血液为食的节肢动物，在消化脊椎动物的血红蛋白的过程中，会产生大量血红素。
血红素的分子结构示意图-图源https://socratic.org/
这类动物，如蚊子，其中肠内壁有一层围食膜（Peritrophic matrix）。它的产生常常与取食活动有关，例如蚊子只有吸了血，引起消化道膨胀才会产生。作为一种生理和物理屏障，围食膜具有多种功能，包括防止组织损伤、控制消化酶分泌和阻止病原体感染等。
为了有效抑制肠道中的血红素毒性，蚊子需要借助围食膜等实现血红素聚集体形成、血红素降解、抗氧化酶和低分子量自由基清除剂的结合等。
蓝色部分为无脊椎动物的中肠内壁的围食膜-图源
研究者推测，公蚊子输就输在这一步可能没有适当的消化酶。事实确实如此，已经证明雄性埃及伊蚊的腺苷脱氨酶(ADA)水平远低于雌性。此外，公蚊子和母蚊子的唾液腺都具有与摄入糖分相关的酶，但公蚊子与吸血相关的酶的活性远不如母蚊子。
可见，公蚊子在吸血方面的业务能力确实比不上母蚊子。

虽然干啥啥不行，喝了又暴毙，但公蚊子仍然对血液有兴趣。这就是所谓的又菜又爱玩吧……研究表明，公蚊子可能也有类似于母蚊子的味觉受体。
同样，在埃及伊蚊中，公蚊子探测二氧化碳的能力也与母蚊子相当。这意味着血的诱惑对公蚊子和母蚊子都是同等的，只是公蚊子的“硬件”配不上罢了。

论人类如何优雅地利用蚊子战胜蚊子

除了繁殖以外，要那没什么存在感的公蚊子有何用？毕竟，蚊不犯我，我不犯蚊。但它们可能有一个意想不到的作用——可以帮助阻止蚊媒疾病的传播。
几项科学研究正在对公蚊子和沃尔巴克氏菌进行实验，这使得公蚊子不育。好家伙，变相地给公蚊子做绝育手术，简直是化敌为友，成为人蚊之战的制胜法宝。
当被释放到野外时，这些公蚊子会与野生蚊子竞争，并与母蚊子交配。如果成功，这些不育雄性将确保生育失败。因此，蚊子的数量可以大大减少，黄热病、登革热、基孔肯雅热和寨卡病毒等潜在致命疾病传播的机会也将降至最低。
给公蚊子绝育，有助于解我们的心头之恨。其实，还有一种基因驱动的方法，不仅可以利用公蚊子，当然也能把母蚊子拉下水，以期实现整个种群一锅端。
早在2015年6月，科学家就利用CRISPR基因编辑技术实现了可以快速在种群中扩散特定基因的基因驱动技术( Gene drive)。这种方法更加高端，不过略显狠毒，引发了不少争议。
图源https://www.genengnews.com
基因驱动技术的核心就是利用CRISPR核心原件使得杂合子后代自动变成纯合子后代，造成某一特定基因在物种中快速扩散。比如在蚊子种群中插入某一致死基因进行基因驱动，将导致实验范围内该种群蚊子灭绝。
基因驱动技术示意图，MCR为通过CRISPR-Cas9系统实现的诱变链反应
图源https://www.pnas.org/content/114/32/8452
目前基因驱动研究的对象主要是昆虫，比如传播登革热和寨卡病毒的埃及伊蚊。但是关于这种人工对生物种群进行物种改造方法的安全性值得商榷。
图源https://www.sciencenews.org/article/gene-drives-spread-their-wings
总之，公蚊子并非是彻头彻尾的素食主义者，但偶尔“开荤”吸血反而可能害它英年早逝。
同时，在面对蚊子的时候，相信人类能够通过科学手段，最大限度地发挥主观能动性，冷酷而不失优雅地打赢这场人蚊之战。
写在最后
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参考链接：
李新纯编著. 昆虫奇闻[M]. 长春：东北师范大学出版社, 2013.03.
陆文雄编著. 冷门知识精粹[M]. 北京：台海出版社, 2017.07.
相静波，刘惠霞，吴文，昆虫围食膜的研究进展[J]．昆虫知识，2004,41(2)：116-122.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5840820/
https://www.researchgate.net/publication/290315202_Toxic_Effect_of_Blood_Feeding_in_Male_Mosquitoes
Vallet-Gely, I., Lemaitre, B. & Boccard, F. Bacterial strategies to overcome insect defences. Nat Rev Microbiol 6, 302–313 (2008).
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