进化使蚊子变成了隐秘而敏感的吸血鬼

经 Firefly Books Ltd. 许可，改编自Erica McAlister 所著的《The Inside Out of Flies》。

苍蝇的口器与它们对食物的选择一样美丽和多样。而且不仅在不同物种之间，而且在不同的生命周期中都存在这种差异。所有幼虫都有口器，但有些幼虫的结构非常简单，并且适合咀嚼或吮吸从植物到肉类的各种食物。家蝇科 (Muscidae) 中的Philornis属就是其中一种以肉为食的群体，它们分布在从佛罗里达到阿根廷的美洲地区。该属约有 50 种，所有幼虫的营养都来自鸟类；到目前为止，已知它们寄生在从鹰到蜂鸟的 150 多种鸟类身上。不同物种的幼虫以鸟的粪便或雏鸟的血液为食，偶尔也以成鸟的血液为食，有时附着在外面，有时钻进鸟的皮肤，以血液和组织为食。成年海马对觅食栖息地的侵扰并不大，它们都是自由生活的，以腐烂的物质为食。其中一种海马陷入了困境，因为它寄生在一群相当有名的鸟类身上。二十年前，海马出现在加拉帕戈斯群岛，开始以达尔文雀为食。

这对鸟类来说可能不是个好兆头，但却是幼虫和成虫阶段饮食分离的一个很好的例子。成虫的口器结构与幼虫非常不同，因为它们适合吮吸液体食物，这是一种非常有利的情况。半变态物种以及一些全变态物种（如蜜蜂），一生的饮食都相同。成年蜜蜂采集花蜜和花粉，以此为自己和其余的蜂群（包括未成熟蜜蜂）提供食物。这种食物来源的数量和质量的任何变化都会影响所有世代。这对苍蝇来说非常罕见，因为成虫和幼虫通常生活在非常不同的环境中，以非常不同的食物为食。

成年苍蝇的唇部已发育成两种不同的吸吮形式。为吸吮进食而发育的口器称为吸管，苍蝇的口器有两种形态：一种是灵活的探测针，这种形态称为针状，如蚊子所见（和所感）；另一种是松弛、海绵状的垫状嘴，称为标签状，如家蝇所见。

传粉昆虫中，吸血管的进化是众所周知的，但最臭名昭著的“吸血动物”也许是吸血动物。最著名的是蚊子——确切地说是雌蚊子，因为它们需要血液来发育卵子——尽管并非所有成年雌蚊子都是吸血动物。吸血动物是人类和其他动物病原体最有害的“媒介”——即携带者——之一，因此可以理解的是，它们受到了非常深入的研究。雌蚊子需要做的第一件事就是找到她的血腥食物来源。她必须找到一个“喂食站”，这个过程由化学、视觉和温度线索决定。触须——嘴周围的长感觉附属物——会捕捉到气味。让这些蚊子和其他叮咬昆虫陷入疯狂的气味是二氧化碳和一种叫做辛醇或蘑菇醇的酒精（许多自然产生它的生物之一）。我们都知道，我们会呼出二氧化碳，但我们的呼吸和汗液中也会释放出辛醇云——这真是一个令人愉快的想法。有趣的是，人们还发现蚊子似乎喜欢葡萄酒的味道，所以也许可以在床边放一杯酒来引诱蚊子，而不是你自己（尽管你也必须停止呼吸，因为二氧化碳问题……）。一旦蚊子靠近，它就会开始注意宿主释放的更微妙的化合物，例如羧酸（多种酸），这些化合物决定了它究竟会降落在哪里并最终发动攻击。

蚊子落在宿主身上后，会用喙探测皮肤下遍布人体的非常细小、薄壁的血管，即毛细血管。这一过程的具体机制直到最近才被确定。2015 年，Je Won Jung 和首尔国立大学的一组研究人员发表了他们的研究成果，揭示了蚊子如何利用喙来定位血管并在不被发现的情况下进食，因为正如他们所写，“不成功的探测可能会让宿主动物意识到它们的存在，从而导致相当大的风险。我认为死亡就是‘相当大的风险’之一。”

研究小组在蚊子的喙上发现了感觉毛，其中包含嗅觉受体 AaOr8 和 AaOr49（非常吸引人的名字）。这些受体被宿主血液中的化学物质激活，使雌蚊能够准确、快速地找到血液。

蚊子（和许多其他苍蝇）的刺鼻喙并非单一结构，而是由六个单独的细长口器（称为针头）组成，不使用时会合在一起。这些口器并排在一起形成束状物或合养体，包裹在加厚的外壳（唇）中。唇是蚊子刺穿皮肤时聚集在表面的部分，当不使用时，唇可以保护这个精密的器官，并在使用时提供物理支撑。

为了找到合适的位置刺入宿主体内，雌蚊会振动其针尖，有点像启动钻头。上颚末端的区域称为裂口，边缘有细小的牙齿，可充当钻头，穿过皮肤，然后在开始进食时充当锚，将针尖固定在原位。苍蝇的头部内有伸肌和缩肌，可拉动和推动上颚底部。附着在这些肌肉上的融合弹性结构可实现快速穿透运动。一旦进入，称为下颚的抓握结构会将宿主的组织分开，而最大的针尖唇会开始四处探测。受体 AsOr8 和 AaOr49 位于这个针尖的末端。一旦检测到血液，唇就会刺穿血管并吸血，就像我们用吸管喝血腥玛丽一样。为了保证血液流动，她会从下咽部分泌唾液，其中含有镇静剂，可以麻痹感觉。她会在皮肤下探查和弯曲针头，寻找这些血管，就像章鱼的触手伸入黑暗中执行危险任务一样。

完成所有刺穿后，蚊子的头部还具有帮助其吸食尽可能多的血液的结构。雌蚊的头部有两个吸力泵，最小的位于喙的末端，较大的位于喉咙或食道的底部。为了开始进食，第一个泵打开以降低压力并将血液吸入喙。然后第二个泵做同样的事情，使血液进一步吸入体内。

对于吸血动物来说，在食物不知情的情况下进食是一件很棘手的事情，但同时，不让掠食性苍蝇受到食物的伤害也是必不可少的。而吸血动物和捕食者已经开发出一种武器来帮助它们。捕捉一只比你大一倍的蚱蜢当然很容易——顶级捕食者盗蝇就喜欢这么做——但在你试图进食时还要应付它们挥舞的长肢，这很棘手。盗蝇和包括马蝇在内的许多其他科的苍蝇都想出了一种方法来麻痹它们的猎物或猎物的一部分，然后再坐下来吃掉它们。许多种类的苍蝇都有毒，它们不是像蜜蜂、黄蜂和蚂蚁那样从改良的产卵管中注射毒液，而是以类似于蜘蛛的方式将毒液注入猎物体内。

对双翅目毒液的研究进展非常缓慢，这似乎很遗憾，因为我们现在知道它们相当不寻常。十种新的盗虻毒液已被描述，其中六种毒液含有其他有毒生物（蜜蜂、黄蜂、蚂蚁、蛇、海螺、鸭嘴兽等）所没有的蛋白质。毫无想象力的是，这十种毒液现在被命名为 Asilidin 1 至 10（以科名 Asilidae 命名）。这些毒液纯粹是为了麻痹，没有一种含有帮助从外部消化食物的酶，而是主要由肽（短链氨基酸）和较大蛋白质组成的有毒滑溜物，导致受体组织的药理学分解。但是，尽管这对预期受害者来说似乎很可怕，但这些新型肽现在正在人类身上进行测试，以帮助治疗疼痛、心血管疾病和糖尿病，这只是其中的一些研究途径。