Hyttyset löytävät ihmisen yhdistämällä hiilidioksidin, kehon lämmön, infrapunasäteilyn ja ihon kemian. Tässä kerrotaan, mitä vertaisarvioidut tutkimukset kertovat kustakin vihjeestä.
Hiilidioksidi käynnistää etsinnän
Saalistava sääski aloittaa hiilidioksidipilvestä. Jokainen uloshengityksemme vapauttaa sitä, ja se kulkeutuu myötätuuleen riittävän kauas varoittaakseen naarasta siitä, että lämpimään vereen perustuva isäntä on lähellä. Sorrells ja kollegat osoittivat vuonna 2022 eLifessa julkaistussa kirjoituksessaan jotain tärkeää tästä ensimmäisestä signaalista. Aedes aegyptin kanssa työskennellessään he antoivat yhden viiden sekunnin mittaisen hiilidioksidipulssin ja tarkkailivat sen jälkeen käyttäytymistä. Naaraat pysyivät kohonneessa saalistustilassa yli kymmenen minuuttia ja reagoivat paljon voimakkaammin kehon lämpöön. Jotkut saattoivat imeä verta korvaavia aineita jopa neljätoista minuuttia alkuperäisen altistuksen jälkeen. Tila ilmeni vain verta etsivillä, ruokkimattomilla naarailla, eivätkä äskettäin ruokitut naaraat tai koiraat osoittaneet sitä. Toisin sanoen hiilidioksidi ei ainoastaan houkuttele. Se kytkee sääsken pysyvään etsintätilaan.
Kehon lämpö ja infrapuna lähietäisyydellä
Kun hyttynen on lähellä, lämmöstä tulee käyttökelpoinen kompassi. Chandel ja kollegat osoittivat Nature-lehdessä vuonna 2024, että naaraspuoliset Aedes aegypti -hyttyset aistivat ihmisen iholta tulevaa lämpöinfrapunasäteilyä. Kirjoittajat kuvailevat infrapunaa erinomaiseksi keskipitkän matkan suuntavihjeeksi, joka toimii muiden aistien rinnalla eikä yksinään. Naaraat suosivat infrapunalähdettä noin 70 cm:n etäisyydelle asti; sitä kauempana suosivuus laski jyrkästi ja saavutti mieltymysindeksin 0,15 80 cm:n kohdalla, eikä sitä ollut enää 90 cm:ssä. Hiilidioksidin, ihmisen hajun ja 34 celsiusasteen infrapunan lisääminen kaksinkertaisti isäntäeläimen etsintäkäyttäytymisen. Isäntäeläimen etsintäindeksi nousi 6,50 prosentista 12,93 prosenttiin. Vetovoima oli suurimmillaan 34 celsiusasteessa, joka on ihmisen ihon lämpötila.
Lämmön havaitsemisen molekyylikytkin
Infrapunavihje riippuu tietystä lämmöllä aktivoituvasta kanavasta. Chandel ja kollegat toteavat, että lämpöinfrapunan havaitseminen edellyttää TRPA1:tä, ionikanavaa, jota ilmenee hyttysen tuntosarven kärjessä olevissa neuroneissa. Kaksi opsiinia sijaitsee sen rinnalla näissä neuroneissa ja lisää herkkyyttä, kun infrapunan voimakkuus on alhainen. Järjestelmä toimii kuin iholle viritetty lämpömittari. Mieltymys seurasi kohteen ja ympäröivän ilman lämpötilaeroa, joten vihje heikkenee, kun ympäristön lämpötila lähestyy ihon lämpötilaa. Tämä selittää, miksi hyttyset saalistavat vähemmän hyvin lämpimän päivän kuumimpaan aikaan ja miksi vihjeiden yhdistelmä on tärkeä. Pelkkä lämpö harvoin vie matkaa loppuun; se kaventaa viimeisen lähestymisen, kun hiilidioksidi ja haju ovat jo tuoneet hyönteisen lähelle.
Ihon haju on henkilökohtainen
Eri ihmisiin kohdistuu eri määrä puremia, ja De Obaldia ja kollegat tutkivat syytä. Cell-lehdessä vuonna 2022 julkaistussa tutkimuksessa he testasivat 64 tervettä koehenkilöä. Kukin piti pesun jälkeen nailonhihaa kyynärvarsissaan kuuden tunnin ajan, ja käytetty kangas laitettiin kaksivaihtoehtoisiin olfaktometrimäärityksiin Aedes aegypti -hyttysten kanssa. Ryhmä teki yli 2 330 käyttäytymiskoetta 174 koe päivän aikana. Mieltymykset osoittautuivat huomattavan pysyviksi kuukausien ja vuosien ajan, ja ne säilyivät kahdella villityypin hyttyskannalla. Houkuttelevin koehenkilö sai nelinkertaisen pistemäärän seuraavaksi houkuttelevimpaan verrattuna ja yli 100-kertaisen kahteen vähiten houkuttelevaan verrattuna. Kemiallinen työ yhdisti tämän järjestyksen kohonneisiin ihon karboksyylihappoihin, erityisesti pentadekaanihappoon, heptadekaanihappoon ja nonadekaanihappoon.
Mikään yksittäinen reseptori ei selitä vetovoimaa
De Obaldian ryhmä testasi myös, sääteleekö yksi reseptorireitti sitä, miten vetovoimaiselta ihminen vaikuttaa. Mutanttihyttyset, joilta puuttui ionotrooppiset reseptorien apureseptorit Ir8a, Ir25a tai Ir76b, hakeutuivat selvästi vähemmän ihmisen hajun luo, mutta ne erottivat silti erittäin vetovoimaiset koehenkilöt heikosti vetovoimaisista. Orco-mutanttien mieltymysjärjestys pysyi villityypin kaltaisena. Tulos tarkoittaa, että mikään yksittäinen reseptorireitti ei selitä ihmisten välisiä eroja. Hajuaineseokset, happotasot ja muut yhdisteet vaikuttavat kaikki. Lukijalle, joka yrittää ymmärtää henkilökohtaisia purentamääriä, tämä on hyödyllistä taustaa. Vetovoima ei ole yhtä kemikaalia tai yhtä hyttysen geeniä. Se on ihmisen ihon moniosainen signaali, ja hyönteinen lukee sitä useiden rinnakkaisten järjestelmien kautta.
Ihon bakteerit muovaavat seosta
Ihon mikrobit auttavat tuottamaan kemikaaleja, joita hyttyset haistavat. Verhulst ja kollegat julkaisivat vuonna 2011 PLoS ONE -lehdessä tutkimuksen, jossa tätä testattiin Anopheles gambiae sensu stricto -hyttysellä, malarian vektorilla. Tutkimukseen osallistui 48 aikuista miesvapaaehtoista, 20-64-vuotiasta, ja heidän jaloistaan kerättyjä eritteitä testattiin ammoniakkistandardia vastaan olfaktometrisissä biotesteissä. Erittäin vetovoimaisilla henkilöillä oli merkittävästi runsaampi bakteerimäärä mutta vähäisempi monimuotoisuus kuin heikosti vetovoimaisilla. Sekvensointisyvyydellä 1000 fylogeneettinen monimuotoisuus oli 38 prosenttia suurempi heikosti vetovoimaisten ryhmässä. Staphylococcus-lajit olivat 2,62 kertaa runsaampia erittäin vetovoimaisten ryhmässä, kun taas Pseudomonas-lajit olivat 3,11 kertaa runsaampia heikosti vetovoimaisten ryhmässä. Kirjoittajat päättelevät, että ihon mikrobiston koostumus vaikuttaa suoraan isännän vetovoimaan.
Miksi tämä on tärkeää ennaltaehkäisyn kannalta
Ihmiseen kohdistuva purentahalukkuus on osittain hyttyspopulaatioiden periytyvä piirre, ei jokaisen lajin kiinteä ominaisuus. McBride ja kollegat tutkivat Nature-lehdessä vuonna 2014 Aedes aegyptin kotimaisia ja metsämuotoja Keniassa. Metsänaaraat suosivat marsua, kun taas kotimaiset naaraat suosivat heikosti ihmistä ja reagoivat kaiken kaikkiaan noin kaksi kertaa useammin. Kirjoittajat yhdistivät tämän muutoksen hajureseptori Or4:n lisääntyneeseen ilmentymiseen ja ligandin herkkyyteen; reseptori reagoi ihmisen hajufraktioon, joka vastaa 6-metyyli-5-hepten-2-onia eli sulkatonia. Tutkituissa populaatioissa eriytyi seitsemän merkittävää Or4-alleelia, ja kaksi vaikutusta yhdessä selitti 92 % vaihtelusta. Tämä tutkimus selittää, miksi hiilidioksidi, lämpö ja ihon kemia muodostavat niin tehokkaan saalistusjärjestelmän ja miksi fyysiset esteet ja oikein määritellyt karkotteet ovat edelleen käytännöllinen suoja.
Sources
- Nature: lämpöinfrapuna ohjaa Aedes aegypti -hyttysten isäntää etsivää käyttäytymistä
- Cell: hyttysten yksilöllinen hakeutuminen ihmisten luo liittyy ihon karboksyylihappopitoisuuksiin
- eLife: pitkäkestoinen käyttäytymistila mahdollistaa hyttysten jatkuvan ihmisten saalistamisen
- PLoS ONE: Ihmisen ihon mikrobiomin koostumus vaikuttaa malariasääskien houkuttelevuuteen
- Nature: Sääskien ihmiseen kohdistuvan mieltymyksen evoluutio liittyy hajureseptoriin