Moskitos nutzen eine dreifache Bedrohung durch visuelle, olfaktorische und thermische Hinweise, um ihre menschlichen Ziele zu erreichen, so eine neue Caltech-Studie.
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Benetzen Sie Ihre Haut mit Insektenschutzmitteln und zünden Sie Citronella-Kerzen an, um Mücken fernzuhalten? Diese Bemühungen könnten sie für eine Weile in Schach halten, aber keine Lösung ist perfekt, da sich Mücken entwickelt haben, um eine dreifache Bedrohung durch visuelle, olfaktorische und thermische Hinweise auf ihre menschlichen Ziele zu nutzen, so eine neue Caltech-Studie.
Die Studie erscheint in der Online-Version des Journals vom 17. Juli Aktuelle Biologie.
Wenn eine erwachsene weibliche Mücke eine Blutmahlzeit benötigt, um ihre Jungen zu füttern, sucht sie nach einem Wirt - oft nach einem Menschen. Viele Insekten, einschließlich Mücken, werden vom Geruch des Kohlendioxids (CO2) angezogen, das Menschen und andere Tiere auf natürliche Weise ausatmen. Moskitos können jedoch auch andere Hinweise aufnehmen, die darauf hinweisen, dass sich ein Mensch in der Nähe befindet. Sie verwenden ihre Vision, um einen Wirt und thermische sensorische Informationen zu erkennen, um Körperwärme zu erfassen.
Um einen menschlichen Wirt zu finden, stehen Mücken vor der herausfordernden Aufgabe, räumlich und zeitlich getrennte sensorische Signale zu integrieren. Diese sensorische Integration erfolgt aufgrund ihrer vielschichtigen Strategie, die mit der Verfolgung einer CO2-Aufwärtsbewegung beginnt. Untersuchungen des Dickinson-Labors haben ergeben, dass Mücken auch auf CO2 reagieren, indem sie visuelle Merkmale untersuchen, die sie ansonsten ignorieren. Dieses Verhalten führt sie zu potenziellen Hosts, wo sie mithilfe von Hinweisen wie Hitze einen Landeplatz lokalisieren. Bildnachweis: Lance Hayashida / Caltech
Mücken kombinieren diese Informationen, um den Weg zu ihrer nächsten Mahlzeit zu bestimmen.
Um herauszufinden, wie und wann die Mücken jede Art von sensorischer Information nutzen, setzten die Forscher hungrige, verpaarte weibliche Mücken in einen Windkanal frei, in dem verschiedene sensorische Signale unabhängig voneinander gesteuert werden konnten. Die Forscher injizierten eine hochkonzentrierte CO2-Wolke in den Tunnel und ahmten das vom Atem eines Menschen erzeugte Signal nach. In einer Reihe von Experimenten stellten sie fest, dass die Insekten vom CO2 angezogen wurden, das ein Indikator für einen Wirt in der Nähe ist. Außerdem verbrachten sie viel Zeit damit, in der Nähe von kontrastreichen Objekten zu schweben, um Experimente zu kontrollieren - denken Sie: eine Person. In einer anderen Reihe von Experimenten stellten die Forscher fest, dass Mücken von Wärme angezogen werden, um thermische Faktoren zu testen.
Lesen Sie hier mehr darüber, wie die Forscher zu ihren Ergebnissen gekommen sind
Informationen aus all diesen Experimenten ermöglichten es den Forschern, ein Modell zu erstellen, wie die Mücke ihren Wirt über verschiedene Entfernungen findet. Sie nehmen an, dass eine Mücke aus einer Entfernung von 10 bis 50 Metern die CO2-Wolke eines Wirtes riecht. Wenn es näher heranfliegt - auf 5 bis 15 Meter - beginnt es, den Wirt zu sehen. Dann kann die Mücke, geleitet von visuellen Hinweisen, die sie noch näher bringen, die Körperwärme des Wirtes spüren. Dies geschieht in einem Abstand von weniger als einem Meter.
Michael Dickinson, Professor für Bioingenieurwesen am California Institute of Technology, ist der Hauptforscher der Studie. Dickinson sagte:
Unsere Experimente legen nahe, dass weibliche Mücken dies auf elegante Weise tun, wenn sie nach Nahrung suchen. Sie achten auf visuelle Merkmale erst, nachdem sie einen Geruch entdeckt haben, der auf die Anwesenheit eines Wirtes in der Nähe hinweist. Dies hilft sicherzustellen, dass sie nicht ihre Zeit damit verschwenden, falsche Ziele wie Felsen und Vegetation zu untersuchen. Unsere nächste Herausforderung besteht darin, die Schaltkreise im Gehirn aufzudecken, die es einem Geruch ermöglichen, die Art und Weise, wie sie auf ein visuelles Bild reagieren, so tiefgreifend zu verändern.
Die Studie zeichnet ein trostloses Bild für diejenigen, die Mückenstiche vermeiden möchten. Am Ende der Arbeit stellen die Autoren fest:
Selbst wenn es möglich wäre, den Atem auf unbestimmte Zeit anzuhalten, würde ein anderer Mensch in der Nähe oder mehrere Meter vor dem Wind eine CO2-Wolke erzeugen, die Mücken in die Nähe führen könnte, sodass sie sich möglicherweise an Ihrer visuellen Signatur festsetzen. Die stärkste Verteidigung besteht daher darin, unsichtbar oder zumindest visuell getarnt zu werden. Selbst in diesem Fall könnten Mücken Sie dennoch orten, indem sie die Wärmesignatur Ihres Körpers verfolgen. . . Die unabhängige und iterative Natur der sensorisch-motorischen Reflexe macht die Wirtssuchstrategie der Mücken ärgerlich robust.