以下文章經《對話》（The Conversation）許可轉載，該線上出版物報道最新研究。
2020年，世界衛生組織（WHO）估計，全球近一半人口面臨瘧疾風險，約有62.7萬人死於該疾病。
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儘管瘧疾疫苗可能很快就會問世（世衛組織去年為兒童推薦了一種疫苗），但瘧疾只是幾種蚊媒疾病之一。隨著氣候變化擴大蚊子種群，蚊子相關感染的總數勢必會上升。因此，為了減輕瘧疾和其他蚊媒疾病造成的負擔，我們需要繼續開發有效的工具來控制蚊子種群。
一個主要目標是它們在空中的交配。蚊子的交配儀式包括雄性透過探測雌性微弱的飛行音來識別和追逐飛行的雌性。如果雄性不能正確聽到雌性的聲音，那麼追逐就會失敗，它們就不會交配。蚊子的繁殖關鍵在於它們的聽覺。
我們研究了導致瘧疾的蚊子（甘比亞瘧蚊）的行為，以更多地瞭解雄性如何傾聽雌性以確保配偶。我們的研究結果最近發表在《科學進展》雜誌上Science Advances。
但首先，介紹一點背景知識。蚊子的聽覺機制是獨特的，但人們對其知之甚少。雌雄蚊子的耳朵幾乎都聽不到彼此的飛行聲音，因為這些聲音的頻率太高而無法被聽到。為了聽到彼此的聲音，它們借用了一個物理學技巧。
當雄性和雌性的飛行音在蚊子的耳朵中結合時，它們會產生較低頻率的——因此是可聽的——“幻象音”，稱為畸變產物。畸變產物僅存在於蚊子的耳朵內部，無法在外部聽到或記錄。
因此，雄性蚊子需要飛行才能聽到飛行的雌性蚊子。並且他自己的飛行音需要在一個特定的頻率範圍內，才能與給定的雌性蚊子產生可聽的畸變產物。
我們傾聽了蚊子的飛行音
我們記錄了裝有高靈敏度麥克風的培養箱中蚊子的飛行音（或“翅膀拍動”）。我們的實驗包括觀察分別在單獨培養箱中的100只雄性和100只雌性蚊子、單獨的蚊子（一隻雄性或一隻雌性，分別），以及一個混合培養箱，其中各有50只雌雄蚊子。
在培養箱中，我們試圖透過照明以及控制溫度和溼度來模擬它們自然環境的條件。我們能夠測量蚊子在數天和一天中不同時間的翅膀拍動頻率。
我們發現，雄性蚊子（但不是雌性蚊子）以每日模式改變它們的飛行音。透過以大約比雌性快1.5倍的速度拍打翅膀，雄性蚊子優化了它們在擁擠的蚊群中探測到單個雌性的能力。
十多年前，科學家提出並將雄性和雌性之間的聲學相互作用描述為“諧波收斂”。雖然他們確定了允許異性蚊子聽到彼此聲音的相同翅膀拍動比率（相當於1.5次雄性翅膀拍動對應一次雌性翅膀拍動），但我們發現這種情況預設發生，實際上不需要雌雄之間有任何互動。
值得注意的是，我們發現雄性在黃昏時比一天中其他時間拍打翅膀更快。這很有道理，因為在甘比亞瘧蚊中，雄性主要在黃昏時分飛行，此時它們會形成交配蚊群，通常有1000只或更多蚊子。這些蚊群偶爾會有一些未交配過的雌性蚊子光顧。你可以想象，找到交配物件並不容易。
雄性在黃昏時翅膀拍動頻率的增加改變了畸變產物的頻率，這使得畸變產物比一天中其他時間產生的畸變產物更容易被雄性蚊子的耳朵聽到。因此，透過在蚊群中調整它們的翅膀拍動，它們能夠更好地聽到雌性蚊子的聲音，並增加找到雌性蚊子交配的機會。
雄性飛行音的調整部分是由它們的生物鐘驅動的。更快地拍打翅膀對於雄性來說可能是非常耗費能量的，因此它們將這種行為限制在成群飛行的時間。
我們的發現意味著什麼？
在實驗室外，特別是在自然棲息地中的蚊群中，複製類似的實驗將非常重要。我們已經在坦尚尼亞開始進行這項工作。
儘管如此，這些發現為研究聽覺的進化生態學、蚊子獨特的聽覺系統以及更廣泛的蚊子行為開闢了新的途徑。
它們也可能有助於蚊子控制工作。作為病媒控制計劃的一部分，突變雄性蚊子將被釋放到野外以瓦解當地的蚊子種群。突變雄性蚊子是經過基因改造的，因此當它們與雌性蚊子交配時，後代將無法存活並死亡。
在這種情況下，交配效率在很大程度上取決於釋放的雄性蚊子聽到“本地”雌性蚊子的能力。我們的研究結果表明，為了建立一個成功的計劃，在釋放突變蚊子之前，評估雌性和雄性蚊子的飛行音分佈以及雄性蚊子的聽力範圍可能很重要。
這將透過確保突變體的交配效率達到最佳狀態來加強任何干預措施——本質上是它們可以與本地雄性蚊子競爭以識別並與本地雌性蚊子交配。