登革热来了，与蚊子开战吧！——干扰蚊子嗅觉系统的观察研究

谢晓静

【博主有话讲】

      嗨！我叫章语璇，一个对科学很痴迷的女生。说来也许你不信，我的头脑里总充满着奇奇怪怪的问题：“蚕宝宝和蛾见面，血缘关系能让它们认出彼此吗？”、“有什么办法能让含羞草不害羞？”“花谢了还能再开，脱发能复制这种模式进行防秃吗？”……沉浸在问题海洋里，我乐此不彼！

      是的，“爱钻牛角尖”是我的研究态度，“打破砂锅问到底”就是我的思考方式。我相信，会点开这个链接的您，肯定和我是同道中人。那么，来吧！一起加入，留下您的看法和建议，让我的探索因为你更科学！      

目   录

第一章：蚊子的“软肋”在哪里
第二章：来破坏蚊子嗅觉试试
第三章：蚊子，看你往哪儿逃
第四章：五只蚊子的实验价值
第五章：脑洞大开的“蚊帐”设计
第六章：100只蚊子的实验挑战

第七章：蚊香为何成为灭蚊“王者”

第八章：与蚊子作战的“N”号计划

      

一、新问题诞生：蚊子的“软肋”在哪里

2019年8月12日    星期一    晴

      

      其实，对于生命世界的观察，我很早就开始了。三年级，我对蚕宝宝入了迷，从它们的吃、喝、拉、撒、睡，到取名、造房子，我研究了好几轮。四年级的时候，我又对蚂蚁开始了全天候的观察，几乎整个暑假都在和它们为伍。

      今年暑假，我又在找研究对象。老师问我“敢不敢玩个狠的，今年登革热，大家谈蚊色变，但咱们对蚊子，尤其是通过蚊子弱点防蚊又不是很了解，你要不要今年观察蚊子试试?”，老爸老妈也鼓励我说：“科学研究，如果能对人们的生活有帮助，才真正有意义！虽然这个研究有点风险，但如何规避风险也是科学研究的重要一环哦！”于是这个暑假里，我对蚊子发起了进攻！

      要想消灭蚊子，肯定要发现它的“软肋”在哪里?才能对症下药，有效防治。按照一贯以来的做法，我先罗列了自己想观察研究的几个问题，用思维导图构思了自己的研究框架。

       紧接着上网搜集大量相关的信息，为接下来的研究做足知识储备。

       首先，对于蚊子的观察研究，我先搜集了四方面的资料：形态特征、习性特点、危害性质、蚊虫防治。尤其是对蚊子的嗅觉器官进行了重点搜集。

      当然，对登革热又进行了有针对性的研究：传播登革热的蚊子是什么样的？它的传播途径有哪些？等等。

      并把上述资料做了整理，方便研究时参考。

二、聚焦观察点：来破坏蚊子嗅觉试试

2019年8月13日   星期二    晴

      在梳理资料的时候，我发现以下几个观察点：蚊子的速度达到0.24米每秒 ～1.56米每秒，平均速度：0.81米每秒，可以说，按照它们的小身板，这样的飞行速度非常快了。我们要想靠手动来消灭它们，是极其低效的。

      速度不是它们的软肋，那什么是呢？

      一般昆虫的行为很大程度上依赖于嗅觉系统，蚊子更是如此。它的触角里有一个受热体，它对温度、气味十分敏感，只要有一点温差、气味变化，便能立即察觉得到。蚊子就是靠嗅觉感知人类的气味、体温、呼吸中的二氧化碳来锁定目标。

      那我就思考：是不是就利用这个特点，反其道而行，利用蚊子的嗅觉系统发达，专门释放令它难受、窒息、死亡的味道，让它“闻味丧命”？！

      于是，利用化学生态手段去防治蚊子成了我的观察研究热点。我希望通过对蚊子嗅觉系统的研究，找出新的防治手段去干扰其行为，开发有效的驱蚊剂对其进行驱逐，甚至令蚊子嗅觉系统丧失功能（破坏成功的话，说不定对人类气味也不敏感了，就不会追着我们咬了），从而更好地保护我们人类自身的安全与健康。   

三、开发观察工具：蚊子，看你往哪儿逃

2019年8月14日    星期三    多云

　　1.自制观察装置

      观察蚊子，首先得有工具。而且这个工具适合把各种破坏蚊子嗅觉的驱蚊材料放进去，方便我来观察蚊子的反应，在脑洞大开了两天后，几易其稿，我设计了这样的观察装置（如图）。

      准备的材料：3个矿泉水空瓶，相应部位打孔或切除；阀门一个。用胶带、黏土固定密封，观察区的矿泉水瓶身上画出活动区域标志。

　　2.搜集驱蚊材料（以刺激蚊子嗅觉的产品为主）

      然后，就是作战武器了，我搜集了市面上各种各样的驱蚊产品：最传统的是蚊香，还有妈妈们的新宠：驱蚊手环、驱蚊贴等等。然后在薛老师的帮助下，自己又研制了几种有针对性破坏或干扰蚊子嗅觉的自制驱蚊包：

      3.讨论记录方式

      在和薛老师多次讨论后，我们认为这次的观察实验要做这几方面的记录。

      方式一：视频记录蚊子实验前后的动态对比；

      方式二：图片记录关键的实验现象；

方式三：表格记录各项实验数据。

具体记录的材料详见文章。

四、首次观察实验：五只蚊子的实验价值

　2019年8月20日     星期二     晴

      然而，最最关键的是，蚊子哪里找？登革热肆虐，全市都在喷药防治，家里家外几乎找不到蚊子可恶的身影。万能的薛老师帮我找到了几家公司，于是，我们登门做实验去！

      可是，绿盾公司前一天晚上捕捉的蚊子，因为捕捉过程中使用了机器，好多蚊子已经奄奄一息，剩下来有活动力的蚊子仅5只。但，既来之则研之，马上把蚊子赶进装置，开始第一轮实验观察。

      在研究蚊子的过程中，顺便学了一招小发明小制作：手电筒加小风扇，妥妥就是一个抓蚊神器。果然，科学发明都是来自生活啊！

      1.实验过程：不同味道对蚊子嗅觉是否有影响，能否驱蚊？

      首先以2分钟为观察节点，依次把1号、2号、3号……等驱蚊材料放进去（均以5克为准），然后观察蚊子的活动情况：1、蚊子的飞行活动力？2、蚊子大多在哪几个活动区域？（蚊子距离驱蚊材料的距离）

      2.观察记录：以活动区域和行为特征观察记录蚊子反应

　　3.实验发现：数据整理，将两张记录表进行比较分析

      实验过程中，我们发现：

      （1）由于瓶身空间有限，第一种材料做完，里面的味道无法散去，导致后面材料的味道是叠加上去的，无法监测单独的驱蚊效果。

      （2）由于蚊子只数太少，导致实验结果太有偶然性。5只蚊子的活动范围无法科学证明驱蚊效果。

      （3）我们的实验结果虽然显示：放置中药“白芷”时，5只蚊子都只能活跃在第一区域，但我们对这个结果还是持怀疑态度的。

      实验还得改进！

五、实验工具改进：脑洞大开的“蚊帐”设计

2019年9月1日     星期日    晴

      那怎么改进才能解决第一次实验中的漏洞呢？我们对实验装置进行了多次改进，把蚊子装进网兜，做成一个类似“蚊帐”的支架，变成这样的设计（如视频所示）：

      我们的改进点有四：

      1.真实性：保证了空气的流通，在更大的空间模拟了真实的生活场景，网状的纱布很快就可以把前一轮实验的气味消散，不会叠加残留余味。

      2.安全性：蚊子在蚊帐里面，而我们在蚊帐外面，解决了实验当中大家比较关心的安全问题。且蚊子不会逃脱，实验前后的整理也比较方便。
      3.有效性：100只蚊子的规模，在实验中形成一种活动趋势，更方便观察。

      4.科学性：蚊子数量的增加，在很大程度上减少了偶然性，让实验数据更科学。　　

六、第二轮实验：100只蚊子的实验挑战

2019年9月1日     星期日     晴

　　好吧，我的蚊子们很给力，身体棒棒的，很适合我的实验观察，那么，第二期实验观察又开始了！

实验聚焦点一

中草药能驱蚊？这可能只是古老的神话
——自制中药干扰剂驱蚊失败

      我们的实验也是先从最绿色环保的中药开始的，看看蚊子对它们的反应如何？（因美篇视频上传有限，只能节选部分）

      从画面中很清晰地观察到，10分钟里，实验区域内的蚊虫对这些植物基本上无动于衷，除了不会落在中草药上之外，只有少数蚊子飞离了一点点距离，在实验空间里还是自由自在，活动力毫无下降，更别说出现死亡的可能性。另外四种中药效果同上。

      而这个实验中选取的5种中草药，据中药店医生反馈，已经是味道最浓烈、驱蚊效果最好的植物了！然而，对蚊子来讲，一点威胁力都没有。果然，上次的实验是存在BUG的。事实证明，要想靠中草药的味道干扰蚊子的嗅觉器官，从而达到驱蚊的效果，看来只是我们一厢情愿的古老神话了。

      我自制的中药驱蚊剂也宣告研发失败！

实验聚焦点二

驱蚊环能驱蚊？这可能只是美丽的广告

——除非挂满驱蚊环，不然咬你没商量

      紧接着，我又依次换上防蚊环、防蚊贴等防蚊材料。效果如视频所示：

      视频证据证明，蚊子对驱蚊贴、驱蚊手环是“不感冒”的！它们的作用很有限——挥发出来的精油，估计只够保护手环附近的区域。腿上咋办？脸上咋办？除非你把全身都贴满，这样的画面，你能想象吗？
      蚊子的嗅觉器官是很灵敏的，如果在这样密集的蚊子堆里，像驱蚊贴、驱蚊环还是无法驱赶蚊子的话，你就可以推测，在更开放的空间里，它们的驱蚊效果又有多少呢？

      在实验过程中，我又无意发现：驱蚊手环（装驱蚊片的带子）不但没有驱蚊效果，居然还有招蚊子的可能性。因为手环可能戴久了，汗水味混合着，比一般的人体味更浓，所以就更招蚊子了，而我们恰恰都忽视了这一点！

【此处插播一段博主忠告：很多时候，我们总会被美丽的广告所蒙蔽。其实科学真相离我们并不遥远，只有自己探究不探究的区别！实验以后，才会知道：很多广告是会骗人的！】

实验聚焦点三

蚊香能驱蚊？传统产品告诉你什么叫经典

——蚊香破坏蚊子嗅觉系统效果杠杠滴

      最后登场的是蚊香，虽然我知道蚊香肯定是能驱蚊的，但具体驱蚊的时间长度、刺激强度、蚊子在蚊香作用下如何反应？嗅觉系统会有怎样的破坏程度……我们平时都没有仔细观察过。

      今天我要好好瞅瞅，蚊香“大战”蚊子的实况：

      我们可以很明显地观察到，在蚊香气味的干扰下，蚊子们开始“群魔乱舞”，整个蚊子群体都陷入“爆飞”状态。与刚刚中药、驱蚊片等味道影响下的“淡定、不屑”状态形成了鲜明的对比。

      2分钟左右的时间，在相对流通的空间里，所有的实验蚊子全部阵亡。

      附：其他观察证据

七、聚焦后的思考：蚊香为何成为灭蚊“王者”

2019年9月2日     星期一     晴

1.比较观察：以活动力和飞离距离验证蚊子反应

       第二次有经验了，我对记录表也做了升级更新：采用了2.0版（蚊子的活动力：从强到弱，依次为5、4、3、2、1、0表示；飞离距离：以厘米为单位进行目测），这样更有利于简洁、快速地记录当时的实验现象。记录如下：

2.原因分析：链接更多的文献资料进行佐证研究

      

      为了寻找真相，我继续翻阅更多的文献资料，找到更多的研究证据——

（1）中草药、驱蚊环的药理成分还不足以刺激蚊子嗅觉

      在《中草药100问》这本书里，我发现像艾草、白芷等中草药本身确实不易招蚊虫，也很少会有虫子落在它们的枝叶上。但稍微离得远一些就不行了。从本次实验记录来看，一包中草药的药效最多也就2-3厘米左右吧，各种蚊虫就完全不受它们气味的影响了。如果换成植株的话，有效范围估计也就20-30厘米吧。
      所以想让草药达到驱蚊效果，你可以想象一下那个画面，把它抱在怀里，这样还能起到一点驱蚊效果，或者整个几十盆把床围上一圈，应该会奏效。如果想达到广泛的室内驱蚊效果，中草药是做不到的。

      同理，驱蚊环、驱蚊贴也是因为药理成分不足以刺激蚊子嗅觉器官，从而无法达成驱赶蚊子或消灭蚊子的效果。

（2）蚊香的驱虫成分是它成为“王者”的主要原因

      查阅相关资料后，我发现蚊香（本次实验品：李字蚊香）的主要驱虫成分：四氟甲醚菊酯（分子式CH2F03，分子量374.37，CAS271241-14-6)是蚊香中的有效成分，蚊香中的微量麻醉物或毒物用来麻醉或者毒死蚊子，因为剂量少，所以对人的危害较小。四氟甲醚菊酯在蚊香中的含量为0.03%。
     蚊香在点燃之后，其中的驱蚊成分会挥发出来，使蚊子产生不适，出现头晕目眩和神经麻痹等症状。蚊子闻到四氟甲醚菊酯的气味之后就会很快避开；避不开的蚊子被熏晕之后，就会坠落在地，久而久之则会丧命。所以蚊香可以起到一定的熏晕蚊子、驱赶蚊子和帮助消灭蚊子的作用。

       综上所述：蚊香可以在短时间内（实验显示为2分钟）驱除蚊虫，使蚊虫丧失攻击能力，效果显著。

3.实验结论：与蚊子作战的经验梳理

（1）斩草先除根，斩“蚊”先除“卵”

      一系列的研究下来，我反而越来越坚定这样的想法：想与蚊子斗争，不是先了解如何破坏蚊子的嗅觉器官，更应该先了解蚊子是怎么长出来的，把它们灭杀在“摇篮”里，才是打赢“登革热”战役的关键点！

（2）既来之则灭之，让蚊香“冲锋陷阵”

      对比了这么多种驱蚊产品，我们发现蚊香可以在短时间内快速驱除蚊子，且对人体的影响较小，并经过长期的实践检验，驱蚊效果显著，使用方法简单，在“登革热”肆虐的季节，就应该让这么“快、狠、准”的作战武器冲锋陷阵，杀蚊虫于无形，真正起到保护人类的作用。

（3）当噱头大于实用时，我们让事实胜于雄辩

      最令我担忧的是，目前最火的驱蚊产品却是驱蚊环，很多妈妈为了避免孩子被蚊虫叮咬，就给孩子带上驱蚊手环，就连我妈，曾经也是一名科学老师，也给我整了两个驱蚊环，每天让我戴着。可想而知，这种号称“纯天然”的驱蚊手环是多么走俏网购市场！

      我在百度上，还搜到了这样的资料：目前针对驱蚊手环等产品，并没有出台相应的国家标准，也就是说，虽然市场上出售的手环种类五花八门，基本都是“不标准”的产品。它们的驱蚊效果我也已经实实在在摆在大家面前了，事实胜于雄辩，驱蚊，我们要的是实用而不是噱头啊！

八、研究后续：与蚊子作战的“N”号计划

2019年9月5日 星期四     晴

      和蚊子作战了一个暑假，我发现对它越来越感兴趣！每一次实验过后，我又会有很多“异想天开”的想法，总觉得再研究下去，也许真能找到一种令蚊子“团灭”的好产品，如果投入市场，你们会愿意来试一试吗？

      N-1号计划：皮肤冷却剂

      前面讲到，蚊子的触角里有一个受热体，它对温度、气味十分敏感，它偏爱出汗、体温高的人，我设想在体表喷一种能迅速降体温的冷却剂，把皮肤温度降低到蚊子触角或嗅觉探测不到的范围，是不是就可以躲过蚊子的攻击！

      N-2号计划：蚊香喷雾剂

      实验中，蚊香的驱蚊效果杠杆滴，那我们是不是可以搜集蚊香气体，进行压缩或溶于水，做成喷雾（如图），喷洒在身体四周，这样就方便携带，随时随地驱蚊了。

      N-3号计划：草药熏香剂

      在查阅驱蚊古今资料时，我读到这么一段记录——宋代大诗人陆游关于蚊子的诗句：“泽国故多蚊，乘夜吁可怪，举扇不能却，燔艾取一块，”诗句中描述了用扇子驱赶蚊子而不能，进而用艾草熏蚊子的方法。于是我又思考：我们的中草药实验之所以无法驱除蚊子，是不是因为我们没有点燃它的缘故呢？如果点燃它的话，比如做成熏香，是不是就有效果了呢？我可以试试，很期待这样的熏香，如果有效的话，将是一款无毒无害的绿色产品呢！

      N-N号计划：……

      我想，不断地观察、研究蚊子，不断地调试驱赶消灭它们的方案，总有一天，我能找到杀它于无形的东西，到时候，什么“登革热”就再也不存在了！