2017年10月8日 星期日

天賦異稟的蚊子 ~ 六把刀

1082017

2014年, 微軟創辦人比爾蓋茨發表了一分驚人的報導. 根據統計一年之中, 因人類彼此殘殺而死的人數約47.5萬人; 被毒蛇咬死約5萬人; 被瘋狗咬得狂犬病而死的約有2.5萬人; 被其它猛獸, 如鯊魚、狼、虎…等咬死的只有10人; 然而, 被蚊子釘到得各種疾病而死的人數卻高遠72.5萬人!
在所有的生物之中, 本人最討厭的便是蚊子, 尤其是母蚊. 但是, 上帝卻特別鍾愛它們, 讓它們能在極度惡劣的環境中傳宗接代, 存活下來. 縱使在極度乾燥的地區, 只要有一點點水的, 孑孓們便可以長大成蚊.
上帝到底如何恩寵它們呢? 聽說, 只有母蚊們因為懷了胎需要極多的養分, 才不得不吸取人類或其它動物的血液.
蚊子尋找目標的特殊功能
在夜間, 生長在叢林或荒郊的母蚊們, 首先要靠探測二氧化碳的濃度來尋找獵物. 只要是活人(或動物), 都會呼出二氧化碳. 所以母蚊們的身上裝備了二氧化碳探測器. 這玩意, 人類近幾十年才發明出來, 又大又笨重, 沒了電池它便成為廢物.
當聰明的蚊媽們藉著二氧化碳靠近獵物時, 她們便開始進行隔空體溫量測. 比如說, 像我體溫高的人, 血液肯定比那些冷血的傢伙更暢通. 人類近年也發明了紅外線溫度計、紅外線感應器等, 就己經神氣的不得了. 但這些玩意兒也是又大又笨重, 必須靠電池才可以長距測溫, 無法和蚊媽們的相提並論.
最後, 蚊媽們吸血前還要精挑細選, 不是什麼人的血她都愛. 她們最喜愛的是一種皮膚表層揮發性油酸(Fatty Acids)高的人. 這一點科學家們還不太知道真正的原因. 總之, 她們挑選自己喜歡的味道, 因此造就了全球上億元的防蚊產品.
好了, 蚊媽們終於找到適當的人選, 她還得降落在適當的地點. 人類並非任何一處的皮膚表層都布滿血管. 蚊子身上約有150個探測血液和水分的探測元件 (Receptors). 吸血時, 用來找尋血管位置, 排卵時則用來找尋積水之處.
所以一旦降落, 那方圓一口之處, 下面肯定埋有血管. 這一點人類的科技可能又差了一大截, 利用飛機斷層掃瞄, 來找尋油礦. 醫療方面如人體的紅外線掃描, 或核磁共振成像等, 都是極昂貴又笨重的科學器材.
蚊子的六把刀
蚊子的嘴巴 (Proboscis), 其結構之精密、複雜、多功能, 嚇傻了許多科學家. 他們利用高畫質攝影技術將蚊子吸血的動作錄了下來, 分析研究後發現, 這含有「六把刀」的吸血工具, 其設計之奧妙真是鬼斧神工, 而且她們操作起來又是那麼自然熟練, 羨煞了今日微電子機械系統 (Microelectromechanical systems, MEMS) 的設計者.
母蚊開始進行死亡之吻前, 她先不慌不忙地將柔軟且具彈性的唇鞘 ( Sheath) 往上捲起, 這時六把刀同時開始執行各種吸血的操作, 包括:
頭兩把刀具有鋒利鋸齒, 又叫鋸刀 (Maxillae), 它可以輕鬆無痛地將皮膚鋸開. 因為實在太利了, 人類被兩把鋸刀來回切割時, 一點疼痛的感覺都沒有. 這技術比一般護士打針要高明許多.
次兩把刀用來撐開皮膚, 又叫撐刀 (Mandibles).好像醫生在動手術時, 將皮肉割開後, 用兩把夾子將刀口張開, 再深入處理內臟.
第五把刀, 其刀頭裝了上述的血管探測元件 (Receptors), 又叫探刀 (Labrum). 插入後, 探測元件釋放出一種蛋白酶, 能和血液反應, 產生含有味道的受體, 讓探刀快速找到血管的正確位置. 探刀一旦刺入血管內, 便成了蚊子吸血的吸管.
蚊子的腹腔有一精緻的過慮器, 它將水和紅血球分開,滲出後水從肛門排出体外. 如此一面吸、 一面濾、 一面排水的連續動作, 蚊子的腹腔內可以容納 5 ~ 10倍原來含水的血液. 這點人類也是望塵莫及.
第六把刀, 叫稀釋刀(Hypopharynx). 動物的血液含有血小板, 遇見空氣很快就會凝結. 為了防止血液快速凝結後不易吸取, 蚊子將其唾液從稀釋刀出排出, 進入人體, 稀釋血液, 並用作刀口潤滑劑. 蚊子唾液不但讓人的傷口紅腫搔癢, 而且可能帶有各種細菌和病毒. 只要些微的病毒體, 如 8 ~ 20顆虐疾病毒體, 便可使人類或動動感染發病.
如今, 科學家們無不承認, 蚊子這套系統是高級智慧的設計.

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