在上期蚊子的科普中，我們曾提到過一種新型的蚊子防治手段——用音樂讓蚊子失去食欲。
根據科學家們的研究，在播放來自美國著名電子樂音樂人 Skrillex 的白金金曲《恐怖怪物與美麗精靈》之後，雌蚊子平均需要 3 分鐘才能叮咬成功，不僅如此，在播放音樂過後，雌蚊叮咬的次數也會發生顯著的下降。
不過，這段音樂對于蚊子的影響可不僅限于食欲，在它的“騷擾”之下，雌蚊與盒子裡的雄性交配的次數也變少了。
請聽蚊子“斷子絕孫”曲↓↓↓
這又是為什麼呢？
蚊子的“耳朵”在哪裡？
顯然，蚊子對歌曲的反應表明它們也可以聽到聲音。不過，蚊子的“耳朵”和咱們人類的可不太一樣，蚊子的聽覺器官是它們頭部那兩根長長的鞭毛，大家仔細觀察還會發現這兩根鞭毛上還長有許多細細的絨毛，這些細毛增大了鞭毛的表面積，提高了蚊子收集聲波的效率。
蚊子的鞭毛 圖檔來源：blogs.biomedcentral.com
鞭毛的作用可不僅僅是接收聲波，具體而言，蚊子的鞭毛分為三節：鞭節、梗節和柄節。鞭節就是大家最直覺看到的毛茸茸的部分，用于感受空氣的振動；梗節是中間那個的圓球形節段，也叫做江氏器(Johnston’s Organ)，可以将振動轉為電信号；柄節則起到将鞭毛和蚊子的軀幹連接配接起來的作用。
當鞭節感受到振動時，其根部會将振動傳導到與其相連的江氏器裡的基盤，基盤周圍有着大量的感音管，感音管中的神經細胞的觸覺感受器在接收到振動後，會發出神經脈沖，進而讓蚊子“聽到”聲音。
蚊子鞭毛的結構 圖檔來源：參考文獻2
需要注意的是，蚊子的鞭毛實際上感受的是空氣分子的位移，也就是聲源附近的空氣流動，但這種空氣分子的淨位移随距離的衰減很快，是以蚊子隻能“聽到”距離自己很近的聲音。正因如此，蚊子的鞭毛也可以感受到風，當我們一巴掌過去的時候，感受到掌風的蚊子已經察覺到危險，“嗡嗡嗡”地逃開了。
你說，這狡詐的蚊子，氣不氣人！
“聽”到愛的旋律
蚊子的聽覺有助于其感覺環境、規避危險，但聽覺的作用可不僅限此。2009年，一項發表在期刊《科學》上的研究表明，聲音信号在蚊子交配過程中起着重要作用。
科學家們發現，埃及伊蚊在交配時，會存在一種“諧波趨同”的現象：雌蚊飛行時的嗡嗡聲作為一種交配信号，會吸引周圍的雄性，但雄蚊并不是被動地感受這種信号，而是會調整自己振動翅膀的頻率與雌蚊的頻率進行比對。
埃及伊蚊交配過程中的諧波趨同 圖檔來源：參考文獻3
不過，對于雄蚊而言，找到一個交配對象并不容易，找到交配對象并成功交配的成功率更是低得要讓人同情。在埃及伊蚊中，雄蚊和雌蚊的交配大體可以分為6個步驟。首先雄蚊和雌蚊在相遇後，雄蚊會試圖去接觸雌蚊，并在空中進行追逐，雄蚊試圖抓住雌蚊進行交配，這時雌蚊會使出自己的“佛山無影腳”踢開雄蚊。如果雌蚊不再驅逐雄蚊，雄蚊會立刻爬到雌蚊面前，抓住雌蚊進行交配。
根據科學家們的估計，能經過以上6個步驟成功進階為“寶爸”的雄蚊不過14.5%，真是十裡挑一的“黑蚊王子”啊。
埃及伊蚊交配的行為步驟，及每個步驟失敗的機率 圖檔來源：參考文獻4
盡管聲音信号在蚊子交配過程中的作用尚未完全明晰，但科學家們推測，雌蚊在選擇配偶時，會根據雄性扇動翅膀的頻率是否與自己比對來判斷雄性是否适合自己。有趣的是，雌蚊一旦交配過後，對雄性扇動翅膀的頻率的反應就小得多，也不怎麼會去比對雄性的頻率，這意味着初次交配會降低後續交配的可能性。
至于為什麼存在“諧波趨同”現象，有研究認為，蚊子對于高頻振動其實充耳不聞，隻有當雄蚊和雌蚊扇動翅膀的頻率比對時，才會産生可以被“聽到”的低頻聲音。
研究表明，雄蚊想要與雌蚊比對上，收聽到彼此的愛的訊号，需要付出很大的努力，雌蚊每拍動1次翅膀，雄蚊需要拍動1.5次才可以進行比對，以到達諧波趨同。
那麼問題來了，雄蚊老是這樣高速運動，身體肯定吃不消，于是雄蚊形成了一種生物節律：在黃昏時比一天其他時候更快地拍打翅膀。在自然情況下，日落前後的時段本就是蚊子們“談情說愛”的好時機，雄蚊在這時努力表現自己，也就不難了解了。
黃昏時，蚊群蜂擁而至，是交配的時節啊~ 圖檔來源：theconversation.com
“走調”的求愛曲
當了解了聲音信号在蚊子交配過程中的重要作用後，科學家們發現格萊美金曲可以影響蚊子交配次數的現象便有了一個合理的解釋。
這種頻率不斷升高、加強的曲子很顯然影響了雌蚊和雄蚊之間的溝通交流，當雙方對對方充耳不聞，即便當面飛行也擦不出愛的火花。這就好比，戀人正要在你耳邊低語，傾訴感情，結果樓下傳來的神曲破壞了所有的氛圍…
但對于蚊子而言，最可怕的事情并不是一曲洗腦神曲噪音擾蚊，而是戀愛的一方唱歌“走調”，雙方怎麼也沒辦法“諧波趨同”，最後隻能落下個“雞同鴨講”。
為了對抗蚊子，人們想出了各種各樣的辦法，諸如蚊帳、紗窗、殺蟲劑、驅蚊水，科學家們甚至還出動了基因工程手段讓蚊子不孕不育，當他們破壞了甘比亞按蚊體内的性别分化基因dsxF後，雌性甘比亞按蚊(dsxF -/- )會具有雙性表型，并且不孕不育。
進行了基因編輯的甘比亞按蚊 圖檔來源：參考文獻5
這些雌蚊除了不孕不育之外，還擁有雄蚊的器官，甚至還無法發出正常的求愛旋律，喪失了對正常雄蚊的吸引力。研究者們記錄了不同基因型雌蚊飛行時的振動頻率，發現正常雌蚊為389Hz，雜合的雌蚊為432Hz，而純合的、dsxF基因被完全破壞的雌蚊為497Hz。
dsxF基因被完全破壞後，雌蚊發出的高頻聲音對雄蚊失去了吸引力 圖檔來源：參考文獻6
大家可以按照前文那個1:1.5的比例換算一下，交配時，雄蚊飛行時翅膀的振動頻率是不是大概就是正常雌蚊的1.5倍，在這樣的頻率下，雄蚊和雌蚊才可以琴瑟和鳴。那些具有兩性特征的純合雌蚊扇動翅膀的頻率接近500Hz！這在雄蚊眼中，估計是哪個同樣來求偶的同伴吧？當然就沒有了兩性的吸引力。
不過誰又能想到，讓我們反感的嗡嗡聲，對于蚊子來說，竟然這麼重要呢？
參考文獻：
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作者：EVEE（北京大學生命科學學院）
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