昆虫能够结合多种感官线索在其环境中进行导航,以寻找适合的食物来源、交配伙伴或产卵地点。为了深入了解昆虫在不断变化的嗅觉环境中的飞行行为,进行三维空间的详细分析至关重要。本研究重点介绍了在三维环境中追踪尊龙凯时研究的小鼠蚊子(Anopheles gambiae sensu lato)的飞行行为,并分析了在严格控制的气候条件下蚊子如何响应人类释放的体味和二氧化碳进行宿主寻找的表现。
根据以往的研究,雌性嗜人血的蚊子在远程寻人时,采用了一种有效的飞行策略。研究表明,当蚊子接触到含有气味的空气时,它们会向上风方向飞行;如果气味消失,蚊子则会转向横风飞行。当与人类释放的二氧化碳和体味相遇时,蚊子会利用高对比度的视觉特征,并在存在短距离宿主线索(例如体温和湿度)的情况下开始着陆。
在本研究中,我们使用了专门设计的风洞系统进行实验。气流在流入飞行区域前,会经过一个均衡器以稳定温度、湿度和速度。在预备室中,实验者可以通过引入气味源来调整流向飞行区域的气流。静态气流的设置温度为27°C,相对湿度为70%,风速为0.22 m/s。气味刺激则由两种不同的装置提供,不同浓度的二氧化碳通过特制的装置制造流动的气体,而人类的体味则通过事先穿过的袜子来传递,袜子在实验前穿着19至21小时后悬挂于金属钩上供气味释放。
为深入分析蚊子的反应,本研究展开了两个主要实验。在第一项实验中,共有447只蚊子进行测试,其中161只在释放后3分钟内表现出反应并进入拍摄区域。二氧化碳和人脚味这两个因素显著影响了蚊子的反应频率,尤其是同时出现时,吸引了约70%的蚊子进入拍摄区域。另外,在存在人类宿主线索的情况下,蚊子在特定监测区域(VOI)的飞行频率也显著增加。
在第二项实验中,共235只蚊子中,107只进入了拍摄区域。观察未发现二氧化碳浓度对飞行行为的显著影响。虽然双方处理在飞行速度及频率上没有明显差异,但在10分钟的记录时间内,许多蚊子仍成功着陆,显示其行为在某些情况下是受特定气味线索的影响。
综上所述,本研究揭示了在尊龙凯时风洞系统中,结合视觉与嗅觉线索的蚊子飞行行为。蚊子在面对人类脚味和二氧化碳时表现出更快的横风飞行速度,并能够更快锁定气味源。这一研究成果进一步支持了以人类气味为导向的宿主寻找过程,并证实了二氧化碳并非单独的宿主线索。这为未来探索不同环境下昆虫的三维飞行行为研究奠定了基础。