傍晚,陽光漸漸消退,人們?nèi)宄扇旱卦诠珗@里散步、聊天,一天的勞累仿佛也隨著晚風(fēng)散去。就在這時(shí),一群不速之客——蚊子,也開始了它們的“夜生活”。人們紛紛拍打著蚊子,抱怨著這些讓人討厭的吸血鬼。尤其是剛從聚會(huì)上回來的朋友們,成了蚊子的重點(diǎn)目標(biāo)。那么,一個(gè)有趣的問題出現(xiàn)了:蚊子叮了喝醉酒的人,也會(huì)跟著醉嗎?
為什么蚊子喜歡喝酒的人
首先,我們得弄清楚為什么蚊子對喝酒的人情有獨(dú)鐘??茖W(xué)研究表明,喝酒會(huì)提高人體的溫度,同時(shí)釋放出更多的二氧化碳和其他化學(xué)物質(zhì),這些都是蚊子的最愛。
當(dāng)一個(gè)人飲酒后,酒精會(huì)迅速進(jìn)入血液,導(dǎo)致一系列生理反應(yīng):酒精會(huì)擴(kuò)張血管,增加血流量,使得皮膚表面的溫度上升。蚊子對熱敏感,它們能感受到溫度的微小變化,因此更容易被皮膚溫度較高的人吸引。就像是一場熱鬧的派對,酒精讓人體變得更“火熱”,蚊子自然也樂于參加。
蚊子主要通過嗅覺尋找目標(biāo),二氧化碳是它們的重要線索。人類在飲酒后,代謝率會(huì)升高,呼出的二氧化碳量也隨之增加。研究表明,蚊子可以感知到50米范圍內(nèi)二氧化碳的變化,從而精確定位獵物。
此外,酒精代謝過程中還會(huì)產(chǎn)生一些揮發(fā)性有機(jī)化合物,例如乙醛和乙酸乙酯。這些化合物會(huì)通過人的汗液和呼吸排出體外。蚊子對這些化合物也非常敏感,這進(jìn)一步解釋了為什么喝酒的人更容易成為蚊子的目標(biāo)。2010年的一項(xiàng)研究就發(fā)現(xiàn),喝啤酒的人比不喝啤酒的人更容易吸引蚊子。
昆蟲也會(huì)醉酒嗎
那么,叮咬了喝醉酒的人后,蚊子會(huì)不會(huì)也跟著醉呢?為了回答這個(gè)問題,我們可以看看其他昆蟲的表現(xiàn)。蜜蜂和果蠅是最典型的例子。研究發(fā)現(xiàn),蜜蜂攝入酒精后,會(huì)表現(xiàn)出類似于人類醉酒的行為,例如失去方向感和行動(dòng)不協(xié)調(diào),甚至?xí)陲w行中撞到障礙物。而果蠅在暴露于酒精后,也會(huì)變得飛行不穩(wěn)、反應(yīng)遲鈍,就像一個(gè)小小的“醉漢”。
問題是,喝多少才算醉呢?
在相關(guān)研究中,蜜蜂攝入約2%—5%的酒精溶液后,會(huì)表現(xiàn)出行動(dòng)異常。這樣的濃度通常足以讓蜜蜂展現(xiàn)醉酒行為,但不會(huì)導(dǎo)致死亡。而果蠅暴露在含有約5%—10%酒精的環(huán)境中,就會(huì)顯示出行動(dòng)異常。
那果蠅醉酒時(shí),它血液里的酒精濃度又是多少呢?通過測定發(fā)現(xiàn),當(dāng)果蠅開始出現(xiàn)醉酒行為時(shí),它體內(nèi)的酒精濃度達(dá)到50—70 mM。
在人類世界,我們多用百分比(%)來表示血液酒精濃度(Blood Alcohol Concentration,簡稱BAC),例如0.08% BAC是許多國家法律上認(rèn)定的醉駕標(biāo)準(zhǔn)。這和昆蟲的血液酒精濃度表示不太一樣。為了更好地類比,我們來做個(gè)簡單的單位轉(zhuǎn)換,也就是將mM轉(zhuǎn)換為g/dL(常用的人類BAC單位)。
酒精摩爾質(zhì)量:乙醇(C2H5OH)的摩爾質(zhì)量為46 g/mol
mM轉(zhuǎn)換為g/dL:1 mM=46 mg/L
50 mM=50×46 mg/L=2300 mg/L=2.3 g/L
=0.23 g/dL
70 mM=70×46 mg/L=3220 mg/L=3.22 g/L=0.322 g/dL
根據(jù)計(jì)算結(jié)果,果蠅體內(nèi)的酒精濃度50—70 mM,相當(dāng)于人類血液酒精濃度0.23%—0.322% BAC。這個(gè)范圍的BAC水平遠(yuǎn)高于醉駕標(biāo)準(zhǔn),屬于嚴(yán)重醉酒的范圍,會(huì)導(dǎo)致人類出現(xiàn)顯著的認(rèn)知障礙和運(yùn)動(dòng)障礙,甚至可能危及生命。
既然蜜蜂和果蠅都會(huì)醉,那蚊子呢?蚊子的神經(jīng)系統(tǒng)也相對簡單,我們有理由推測,它們也會(huì)受到酒精的影響。
蚊子要喝多少酒才會(huì)醉
假設(shè)一個(gè)喝醉酒的人血液酒精濃度為0.1%(這是一個(gè)較高的醉酒水平,對比前面的數(shù)據(jù)你會(huì)發(fā)現(xiàn),昆蟲比人類不容易醉),蚊子一次吸血量約為5 μL,而一只蚊子的體重約為2.5 mg,我們可以計(jì)算出蚊子吸入的酒精量和體內(nèi)的酒精濃度。
吸入的酒精量=吸血量×血液酒精濃度
代入數(shù)據(jù):吸入的酒精量=5 μL×0.1%=5 μL×0.001=0.005 μg
蚊子的血液酒精濃度=吸入的酒精量/蚊子的體重
代入數(shù)據(jù):蚊子的血液酒精濃度=0.005 μg/2.5 mg=0.002 μg/mg=0.002 ppm=0.0000002%
這比果蠅的醉酒濃度低了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。也就是說,即使是喝醉酒的人的血液,也遠(yuǎn)不足以讓蚊子醉。
講到這里,我們再來畫一遍重點(diǎn):雖然蚊子確實(shí)更喜歡叮喝酒的人,但它們吸入的酒精量遠(yuǎn)不足以讓自己也醉。下次當(dāng)你被蚊子叮的時(shí)候,不用擔(dān)心它們會(huì)變成“醉漢”,它們只是單純地被你吸引了。
這樣一個(gè)看似簡單的問題,卻涉及了昆蟲行為學(xué)、生理學(xué)和化學(xué)的知識(shí)??茖W(xué)的世界總是充滿了奇妙的事實(shí),每一個(gè)平常的現(xiàn)象背后,都可能隱藏著有趣的科學(xué)道理。