建造更好的臭虫陷阱

新研究表明,豆类叶子上的微小绒毛会刺穿害虫的脚。一种合成版本最终可能会添加到抗臭虫军火库中。
假彩色绿色毛状体要么刺穿臭虫的脚(a、b 和 c),要么钩住它们的脚(d) M. Szyndler, C. Loudon/UC Irvine

根据加州大学欧文分校和肯塔基大学的新研究,一种涉及将多毛的豆类叶子撒在卧室里的古老民间疗法,可能作为现代臭虫陷阱而重新焕发生机。随着杀虫剂抗性的日益增加,这种装置可能是处理臭虫侵扰的有用工具。

尽管当时其机制尚不为人知,但这种策略至少可以追溯到1678年,当时英国哲学家约翰·洛克在他的欧洲旅行中写道,将芸豆叶放在枕头下或床边,以阻止臭虫叮咬。

根据1927年奥匈帝国皇家军队的一份报告,20世纪初,这种方法在巴尔干地区也很常见。该报告建议,这些叶子会使吸血虫在夜间从藏身之处前往睡眠宿主时感到眩晕;早上,覆盖着臭虫的叶子会被移走并烧毁(据称,在单一房间内,密集的侵扰可能会累积超过两磅的带虫叶子)。

20世纪40年代研究其作用的美国昆虫学家注意到,臭虫“几乎不愿意从叶子上移动”,而显微图像表明,叶子底部称为毛状体的细小弯曲绒毛会钩住臭虫的脚。

经美国昆虫学会许可转载。

现在,加州-肯塔基团队进行了更深入的研究,揭示了叶子锋利的毛状体实际上会像肉钩一样刺穿虫子的脚,使其瘫痪。

“令我惊讶的是,它竟然有效,”加州大学欧文分校的物理生物学家、新研究的首席研究员凯瑟琳·劳登说,“你看到这个巨大的肌肉发达的虫子在拼命挣扎,我真不敢相信那些微小的、微小的显微绒毛竟然不会断裂。”

劳登的团队将雄性臭虫从玻璃瓶中倒在芸豆叶的底部表面,通常几秒钟内就能捕获这些虫子(他们使用雄性,而不是混合性别,以避免繁殖)。

M. Szyndler, C. Loudon/UC Irvine

低真空扫描电子显微镜(LV-SEM)使研究人员能够在虫子仍然被困在叶子上时进行检查。图像显示,毛状体有时会像魔术贴一样钩住虫子的脚,但更多时候是直接刺穿。有些虫子能够通过折断毛状体或撕裂自己的皮肉而挣脱,但它们通常会被再次捕获。

M. Szyndler, C. Loudon/UC Irvine

尽管臭虫和豆类之间没有进化联系,但已知其他植物上的类似毛状体可以捕获蚂蚁、蚜虫、蜜蜂、苍蝇和叶蝉等物种。科学家们推测,这些结构最初是出于其他原因而进化的,可能是为了保水,而防御作用是后来才出现的。

劳登说,当然,随时备有新鲜的豆类叶子并不是解决臭虫问题的简便方法:“豆类叶子不方便的地方在于,不是每个人都希望它们散落在卧室里。”她补充说,模仿豆类叶子表面的合成材料可以“像床腿周围的环、门的地垫、床板上的条带,也可以放在行李箱里”,因为臭虫“真正只能通过行走或被携带才能从一个地方到另一个地方。”

理想情况下,合成版本将具有与真实叶子相同的几何形状和物理特性,这意味着毛状体将位于相同的位置,并且在虫子行走通过时移动方式相同。为了做到这一点,劳登和她的团队使用牙科印模腻子从真正的豆类叶子表面创建负模具,然后用不同强度和刚度的环氧树脂填充这些模具。

虽然毛状体复制品的间距与原始叶子完全匹配,但没有一种合成叶子能像真正的叶子那样好用,部分原因在于许多毛状体的细长钩状末端在成型过程中断裂了。而且,与天然毛状体不同,天然毛状体是中空的,而合成版本是实心的,这意味着它们在虫子行走通过时移动方式不同。

劳登补充说,该团队正在开发可能解决这些问题的新型合成版本,并且已经将该技术授权给一家未披露的公司。

当然,臭虫陷阱只有在臭虫真正走过它时才起作用,这意味着即使是精巧的仿生材料也不太可能成为解决臭虫侵扰的最终方案,而只是可能包含加热、蒸汽、吸尘和杀虫剂的综合方法中的一部分。

Brooke Borel 是《Popular Science》的特约编辑,正在为芝加哥大学出版社撰写一本关于臭虫的书。请在 Twitter 上关注她 @brookeborel

 

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布鲁克·博雷尔(Brooke Borel)是《大众科学》的特约编辑,她也为 Slate、Aeon 和 NOVA Next 等杂志撰稿。她的第一本书《受感染:臭虫如何侵入我们的卧室并占领世界》(Infested: How the Bed Bug Infiltrated Our Bedrooms and Took Over the World)于 2015 年由芝加哥大学出版社出版。

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