實驗程序
本研究使用的蚊子為Anopheles gambiae sensu lato蚊子。在每次試驗中，裝有一只雌蚊的釋放籠被放置在釋放點。蚊子經(jīng)過2分鐘的適應(yīng)期后，開始錄像，并打開釋放籠的門。在3分鐘內(nèi)未進入拍攝的飛行區(qū)域（圖2A，灰色區(qū)域）的蚊子將被剔除，不再做進一步分析。記錄有反應(yīng)的蚊子飛行行為，直到它們在上風(fēng)屏上著陸至少5秒，或連續(xù)飛行長達10分鐘。每次試驗后，目測蚊子的反應(yīng)（“飛行”、“不飛行”）和著陸地點（“上風(fēng)屏”、“其他”、“未著陸”）。每只蚊子只測試一次。

視頻追蹤和飛行軌跡重建
使用諾達思的多視頻錄制軟件(Media Recorder)以60幀/秒的速度從風(fēng)洞上方用兩臺紅外光敏感GigE攝像機（圖2A）記錄飛行行為。六個紅外陣列提供照明，放置在飛行區(qū)域的下風(fēng)端。在風(fēng)洞的上風(fēng)端，有一個LED 陣列，提供低強度的漫射可見白光，用于蚊子的視覺定向。相機以一定角度安裝在風(fēng)洞上方。

諾達思的動物運動軌跡跟蹤系統(tǒng)(EthoVision XT)用于將兩臺攝像機的視頻文件轉(zhuǎn)換為二維位置數(shù)據(jù)。使用諾達思的三維運動軌跡跟蹤系統(tǒng)(Track3D)將二維位置數(shù)據(jù)合并為三維飛行軌跡。以下變量由Track3D計算并用于后續(xù)分析：三維位置（x、y、z）、飛行速度和垂直面航向角。
 

研究二——二氧化碳
在研究二中，235只蚊子有107只進入了拍攝區(qū)域。未觀察到二氧化碳濃度的顯著影響。未觀察到二氧化碳濃度對VOI內(nèi)飛行比例的影響。VOI內(nèi)的飛行比例普遍較低，從1200 ppm的0.2%到2400 ppm的2.9%不等。在比較兩種處理方法時，沒有觀察到橫風(fēng)飛行速度的顯著差異。兩種處理之間沒有橫風(fēng)飛行頻率增加的趨勢。在10分鐘的最長記錄時間內(nèi)，101只蚊子中有77只落下。沒有觀察到蚊子降落的總比例有顯著差異，也沒有觀察到落在目標(biāo)區(qū)域的蚊子比例。

討論
本文的研究展示了在風(fēng)洞系統(tǒng)中運用三維軌跡分析蚊子飛行的實驗研究。在本研究中，當(dāng)人類腳味和二氧化碳結(jié)合在一起時，蚊子的橫風(fēng)飛行速度更快，在氣味流中停留的時間更長，并更成功地鎖定氣味源。相比之下，雌性Anopheles gambiae sensu lato蚊子在不同濃度的二氧化碳作用下，并沒有表現(xiàn)出尋找宿主的行為。這些觀察結(jié)果支持了之前關(guān)于人類宿主相關(guān)線索在宿主尋找中過程中作用的研究結(jié)果，并證實了二氧化碳不是單獨的宿主尋找線索。本文為未來不同環(huán)境下研究昆蟲三維空間飛行行為提供了方法。

參考文獻
Hinze, Annika, et al. “Mosquito host seeking in 3D using a versatile climate-controlled wind tunnel system.” Frontiers in Behavioral Neuroscience 15 (2021): 643693.

關(guān)注諾達思公眾號，聯(lián)系我們獲取更多產(chǎn)品信息及學(xué)術(shù)文章！