Qbik-club
Дата публикации:05.05.22 19:08;Автор:Евгений;Категория: Новости науки и техники;Теги:, , , ;

Как комары отличают людей?

Представьте себе такую картину. Глубокая ночь, вы лежите в постели, укутавшись по подбородок в кромешной тьме комнаты. И вдруг слышите предательское жужжание комара, пролетающего мимо вашего уха. Знакомая картина?

Не все знают, но оказывается, не все комары кусают людей. Есть лишь некоторые виды, которые специализируются на укусах людей, и эти крошечные кровососы, стоит заметить, отлично преуспевают в выслеживании именно нас. Однако, как комары с такой точностью выслеживают своих жертв среди кучи других видов живых организмов? Ответ на этот вопрос узнал портал LiveScience.

Как комары отличают людей?

Как оказывается, комары используют своё обоняние, чтобы точно определить следующую человеческую жертву, даже если запах этого человека смешивается с запахом близлежащих животных и окружающей среды. Люди источают свой уникальный букет запахов, который отличается от запахов, источаемых другими существами. И для комаров этот запах действует как маяк, привлекая их к себе.

«В общей сложности существует более 3000 различных видов комаров, но лишь несколько из них специализируются на укусах людей», — сказал Чжилей Чжао, исследователь нейробиологии и поведения в Корнельском университете. Чжао и его коллеги изучили один из таких видов комаров, называемый Aedes aegypti, который демонстрирует предпочтение кусать людей, а не питаться другими животными.

«Aedes aegypti любит людей. Им нравится наш запах», — сказал Мэтью ДеГеннаро, нейрогенетик и доцент Международного университета Флориды, который не принимал участия в исследовании. К сожалению, они переносят ещё и широкий спектр патогенов. Они могут распространять такие болезни, как Зика, денге, чикунгунья и жёлтая лихорадка, среди людей, которых кусают.

Прошлые исследования показали, что комары A. aegypti могут чувствовать запах углекислого газа, который мы выдыхаем, и использовать этот химический сигнал, чтобы найти человеческую плоть для укуса. ДеГеннаро и его коллеги недавно обнаружили, что вредители также могут чувствовать запах специфических компонентов человеческого пота, включая молочную кислоту, сообщил он Live Science по электронной почте. А другое исследование показало, что комары стекаются к бревибактериям, бактерии, обнаруженной на ногах человека, которая также придает сыру Лимбургер его характерный запах.

Не смотря на то, что учёные понимают, что все эти химические сигналы помогают комарам A. aegypti нацеливаться на людей, «большинство из этих сигналов имеются как у людей, так и у животных», — сказал Дюваль порталу Live Science по электронной почте. По этому учёные задались вопросом понять, каким же образом комарам удается выделять людей из списка потенциальных жертв, несмотря на то, что животные выделяют похожие запаховые соединения. «Мы не знали, каким образом они видят разницу», — сказал Дюваль.

Исследование Чжао 2022 года, опубликованное 4 мая в журнале Nature, раскрыло возможное решение этой загадки, увеличив крошечный мозг комаров.

Чтобы сделать это, исследователи сначала использовали метод редактирования генов под названием CRISPR-Cas9 для встраивания генов флуоресцентного белка в ДНК комаров. Они специально использовали самок комаров A. aegypti, поскольку самцы этого вида пьют нектар вместо того, чтобы кусать людей. После введения, ген направлял клетки комаров прикреплять флуоресцентный белок к определенным нервным клеткам, или нейронам, насекомых. Когда эти нейроны включались, белок светился в ответ.

«В итоге, когда нейроны активны, флуоресценция усиливается», — пояснил Чжао, который на момент проведения исследования был докторантом Принстонского университета. Таким образом, команда снабдила центры обработки запахов в мозге комаров этими светящимися белками, а также воткнула белки в органы обоняния кровососов, такие как их антенны и верхнечелюстные щупальца, которые представляют собой крошечные органы чувств, выступающие из ротовой полости насекомых.

Затем команда подвергла комаров воздействию запахов, которые они собрали у разных животных, включая крыс, морских свинок, перепелов, овец, собак и, конечно же, людей. Каждый из этих отобранных запахов содержал смесь различных соединений, выделяемых животными. Чтобы увидеть, какие области мозга комаров загораются в ответ на различные ароматы, команда разрезала маленькие головы насекомых.

«Мозг очень мал», — отметил Чжао, — всего около 0,5 миллиметра в поперечнике. Работая под микроскопом, команда снимала внешнюю кутикулу, покрывающую головы комаров, осторожно обнажая пронизанный флуоресценцией мозг насекомых. Комары оставались живыми на протяжении всей этой деликатной процедуры. «Каждое движение рук должно быть точным и уверенным, иначе вы просто разрушите мозг», — сказал он.

Комар Aedes aegypti пьёт кровь

Команда обнаружила, что один луковичный пучок нервов проявлял сильную реакцию на запахи человека, но слабую реакцию на запахи животных. Они назвали эти нервы чувствительным к человеку (H) клубочком. Другой клубочек (помеченный как А) показал противоположную картину, сильно реагируя на запахи животных, но не людей, а третий клубочек (помеченный В) сильно реагировал на все тестируемые запахи. Чтобы лучше понять эти закономерности активации, команда разделила ароматы животных на составляющие их соединения, чтобы проанализировать их по отдельности и в разных смесях.

Они точно определили два соединения, известные как деканал и ундеканал, которые в больших количествах появлялись в образцах человеческого запаха, но в образцах животных их почти не было. Эти соединения пахнут сладко и цитрусово, подобно апельсиновой корке, и содержатся в кожном сале человека.

Идентифицированный Н-клубочек, по-видимому, был специально настроен на эти соединения, особенно сильно реагируя на смесь этих двух веществ. Между тем, клубочек В лишь скромно отреагировал на этот запах, а клубочек А вообще не отреагировал. Исследователи обнаружили, что комары A. aegypti проявляли глубокое влечение к смеси, даже летели к ней в ходе теста, проведенного в аэродинамической трубе. Это намекало на то, что деканал, ундеканал и активность клубочков Н, вызванная этими соединениями, являются ключевыми для того, как комары выслеживают людей-хозяев.

«Для меня удивительно, что существует только один клубочек, паттерн активации которого специфичен для человека. Я бы подумал, что их больше», — сказал ДеГеннаро. Однако клубочек H, вероятно, не работает в полной изоляции — по словам Дюваля, у комаров есть другие сенсорные системы, обнаруживающие химические вещества, в дополнение к нейронам, которые проанализировала команда, которые также помогают им ориентироваться на хозяев.

Авторы пока что не проверяли, изменит ли блокировка H клубочка предпочтение комаров, но это может быть интересным направлением для исследований. По словам ДеГеннаро, теоретически, учёные могли бы разработать химические формулы, которые снижают активность клубочка H и, таким образом, делают средства от комаров более эффективными. Чжао рассказал Live Science, что его коллега сейчас работает над разработкой таких соединений.

Другим потенциальным применением этого исследования было бы приготовление химических веществ, которые можно было бы использовать в качестве приманки, чтобы «заманивать комаров в ловушку или просто подальше от людей», — отметил Дюваль. Чжао и его коллеги запатентовали свою смесь деканал-ундеканал и надеются использовать её для достижения таких целей.

Чжао сказал, что он подозревает, что другие виды комаров, скорее всего, демонстрируют аналогичные паттерны активации мозга в ответ на человеческие запахи. «Было бы интересно посмотреть на другие виды, у которых развились человеческие предпочтения, такие как комары Anopheles, которые могут передавать малярию, или виды с другими предпочтениями хозяина, такие как предпочитающие птиц комары Culex, которые обычно кусают животных чаще, чем людей», — сказал Дюваль.

Так же рекомендуем

В США создали живых роботов. Учёные создали первых роботов, построенных полностью из живых клеток, и назвали их ксеноботами.

Одиночество также вредно, как 15 сигарет в день. Спиртное, сигареты и малоподвижный образ жизни — это список «вредных привычек», которые пагубно сказываются на нашем здоровье. Однако знаете ли вы, что ещё может пагубно сказаться на здоровье? Одиночество!

Назван самый вредный способ приготовления мяса. Многие лучшие мировые повара советуют готовить мясо на гриле или обжаривать его до хрустящей корочки. Однако, как оказывается, не смотря на то, что это один из самых аппетитных способов готовки, одновременно, ещё и один из самых опасных для здоровья.

Как рыбы образуют косяк. О том, почему рыбы сбиваются в стаи, есть не мало исследований и публикаций, но как показало новое исследование, отдельные рыбы не приспосабливаются к коллективному перемещению всей стаи, а только копируют поведение непосредственно соседнего сородича...

Понравилась публикация? Поделись ей с друзьями!

Понравился сайт? Подпишьсь на нас в соцсетях!

Мы в TelegramМы ВконтактеМы в ТвиттерМы на фейсбукМы в одноклассниках
Опубликовать
Загрузка рекомендуемых публикаций