为什么虫子躲不开药剂和蜘蛛网:DEET、拟除虫菊酯与学习的极限

“驱虫”并不是一种单一的现象。涂在皮肤上的驱避剂,主要是让蚊虫不再靠近、停落和叮咬;喷在空间或物体表面的杀虫剂,则作用于神经系统,可能引起异常兴奋、运动障碍和麻痹。灭蜘蛛用的长效处理,是把药剂留在处理过的表面上,蜘蛛或作为猎物的昆虫每次碰到,就会产生驱避或杀灭效果。

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SEO标题: 驱虫剂对虫子来说是什么感觉?DEET、拟除虫菊酯与躲避蜘蛛网的原理
元描述: 讲解DEET的接触驱避、拟除虫菊酯对神经的作用、长效型灭蜘蛛处理,以及昆虫为什么躲不开蜘蛛网、又有多大的学习空间。

1. 摘要

“驱虫”并不是一种单一的现象。涂在皮肤上的驱避剂,主要是让蚊虫不再靠近、停落和叮咬;喷在空间或物体表面的杀虫剂,则作用于神经系统,可能引起异常兴奋、运动障碍和麻痹。灭蜘蛛用的长效处理,是把药剂留在处理过的表面上,蜘蛛或作为猎物的昆虫每次碰到,就会产生驱避或杀灭效果。

2. 问题:DEET到底做了什么

DEET(N,N-二乙基-3-甲基苯甲酰胺)是皮肤用驱避剂中最有代表性的成分。它不只是遮盖人的气味,而是通过嗅觉、味觉和接触等多条途径干扰蚊子的行为。研究发现,把埃及伊蚊脚尖的跗节盖住、阻断它的化学感知后,它就不太会躲开涂了DEET的皮肤。也就是说,蚊子落下之后,可以用脚检测到DEET,从而放弃叮咬。[1]

用人来打个比方,就像走近食物时闻到一股刺鼻的药味,脚踩的地面还传来一阵讨厌的苦味。不过昆虫的感觉方式和人不同,不能断定它们的主观感受和我们一样。

3. 依据:拟除虫菊酯是怎样扰乱神经信号的

家用杀虫剂和部分灭蜘蛛药剂里会用到拟除虫菊酯类成分。它的主要靶点是电压门控钠通道。这种通道本来只在产生神经动作电位时短暂打开,然后马上关闭;一旦受到拟除虫菊酯的影响,就会偏向保持开放,引起反复放电和持续的去极化。作用较弱时,虫子会表现出坐立不安的动作或逃跑;作用较强时,协调运动崩溃,进而被击倒、麻痹,甚至死亡。[2]

用人的感觉来比,大概像是花椒的麻、皮肤的刺痛,以及神经开关自己在疯狂连按。不过产品浓度、物种和接触途径各不相同,虫子的状态没法和人的感觉一一对应。

4. 原理:虫子为什么躲不开蜘蛛网

虫子并不是完全认不出蜘蛛网。蜜蜂、胡蜂之类可以学会网的视觉特征,躲得越来越好。但碰撞还是不会消失,原因有好几个。

  1. 蛛丝很细,半透明,和背景的对比度低。即使在明亮的环境里,只要背景有花纹,就更难看清。[3]
  2. 相对于飞行速度,发现蛛网的距离太短,等注意到时已经来不及转弯。
  3. 蜘蛛网总是结在昆虫经过的地方,比如灯光附近、植物的缝隙、觅食点。
  4. 过度警惕是有代价的:可能够不到食物、配偶和产卵的地方。
  5. 在实验室条件下,带电的昆虫靠近时,蛛丝会向昆虫一侧弯曲,从而提高接触的概率。[4]

5. 常见误解:被抓住的个体死了,所以学不会吗

第一次就被吃掉的个体,当然没法把学到的东西带到下一次。这一点没错。但并不是所有个体都当场丧命。看见蛛网并躲开的个体,或者碰到后逃脱的个体,是可以学习的。实验表明,蜜蜂、胡蜂会根据蛛网的颜色和花纹提高回避能力;从蛛网上逃脱过的蚂蚁,下次会优先咬断有黏性的捕捉丝,逃得更快。[5][6]

此外,跨越世代的自然选择也在起作用。鳞粉、绒毛、体表结构、飞行能力等有利于逃脱的特征更容易被保留下来。即便如此,蜘蛛网也不需要抓住每一只虫子。它是一个概率性的陷阱,只要抓到的数量超过织网和维护的成本,就能成立。

6. 实践:长效型灭蜘蛛处理到底靠什么起效

在楼宇公共区域等地方做药剂处理时,除了清除蛛网,有时还会在天花板角落、灯具周围、墙面和缝隙里施用长效药剂。效果主要来自:处理面带来的接触刺激、杀虫作用,以及作为蜘蛛食物的昆虫数量减少。并不是蜘蛛从同伴那里听到了危险信息,而是它每次来到那个地方,都会受到化学上的不利影响。

不过,实际用的药剂是拟除虫菊酯,还是以驱避为主,或者含有涂层剂,不看施工单或成分表是没法断定的。市售产品和专业用制剂即使有效成分相似,浓度、剂型、持续时间和施工范围也不一样。

人体用的DEET和建筑表面用的杀虫剂,用途不同。用在人身上,只能选经批准并标明为人体用的产品,并遵守标签上的要求,包括浓度、年龄限制、重新涂抹的间隔,以及避免吸入和接触眼睛。在日本,针对人体用驱避剂标示的持续时间,已经按浓度制定了相应的标准。[7][8]

7. 结论

驱避剂利用感觉输入,让虫子停止“靠近、接触、叮咬”的行为;杀虫剂则直接扰乱神经信号。昆虫有时能学会识别并躲开蜘蛛网,但受制于感知极限、反应时间、行为的收益与代价,以及陷阱本身的物理性能,没法完全避开。蜘蛛网之所以管用,不是因为虫子没有学习能力,而是因为即使学会了,仍然会有概率性的失误。


参考资料(8条)

  1. Dennis EJ, et al. “Aedes aegypti mosquitoes use their legs to sense DEET on contact.” Current Biology (2019). PMCID: PMC6504582 pmc.ncbi.nlm.nih.gov
  2. Silver KS, Du Y, Nomura Y, Oliveira EE, Salgado VL, Zhorov BS, Dong K. “Voltage-Gated Sodium Channels as Insecticide Targets.” Advances in Insect Physiology. PMCID: PMC6005695. PMID: 29928068 pmc.ncbi.nlm.nih.gov
  3. Craig CL. “Effects of background pattern on insect perception of webs spun by orb-weaving spiders.” Animal Behaviour (1990). DOI: 10.1016/S0003-3472(05)80733-X. )80733-X doi.org
  4. Ortega-Jimenez VM, Dudley R. “Spiderweb deformation induced by electrostatically charged insects.” Scientific Reports (2013). PMCID: PMC3701317 pmc.ncbi.nlm.nih.gov
  5. Craig CL. “Limits to learning: effects of predator pattern and colour on perception and avoidance-learning by prey.” Animal Behaviour (1994). DOI: 10.1006/anbe.1994.1147 doi.org
  6. Gonzaga MO, et al. “The role of learning in risk-avoidance strategies during spider-ant interactions.” Animal Cognition (2013). PMID: 23771493 pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
  7. 厚生労働省. 「人体に直接使用される忌避剤の忌避効果持続時間の表示について」令和6年12月11日 mhlw.go.jp
  8. 厚生労働省. 「防除用医薬品及び防除用医薬部外品の製造販売承認申請に係る手続きについて」平成28年6月15日 mhlw.go.jp

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