A szúnyogok a szén-dioxid, a testhő, az infravörös sugárzás és a bőr kémiai összetételének együttesével találják meg az embereket. Íme, mit mutat a lektorált kutatások mindegyik jelről.
A szén-dioxid indítja a keresést
A vadászó szúnyog számára minden egy szén-dioxid-felhővel kezdődik. Minden kilélegzett leheletünk felszabadítja, és az olyan messzire száll a széllel, hogy figyelmezteti a nőstényt: meleg vérű gazdaszervezet van a közelben. Sorrells és munkatársai 2022-ben, az eLife folyóiratban mutattak rá valami fontosra ezzel az első jelzéssel kapcsolatban. Az Aedes aegypti szúnyogokkal dolgozva egyetlen öt másodperces szén-dioxid-impulzust adtak, majd figyelték a további viselkedést. A nőstények több mint tíz percen át fokozott vadászati állapotban maradtak, és sokkal érzékenyebben reagáltak a testhőre. Némelyikük akár tizennégy perccel az eredeti kitét után is táplálkozott vérpótló anyagokkal. Az állapot csak vérre vadászó, nem táplált nőstényeknél jelent meg; a nemrég táplált nőstények és a hímek nem mutatták. A szén-dioxid tehát nem csupán vonz. Tartós keresési módba kapcsolja a szúnyogot.
Testhő és infravörös sugárzás közelről
Amint egy szúnyog közel kerül, a hő használható iránytűvé válik. Chandel és munkatársai 2024-ben, a Natureben publikálva kimutatták, hogy a nőstény Aedes aegypti szúnyogok érzékelik az emberi bőrről érkező infravörös hősugárzást. A szerzők az infravöröst kiemelkedő közepes távolságú irányjelzőként írják le, amely más érzékek mellett, nem pedig egyedül működik. A nőstények mintegy 70 cm távolságig részesítették előnyben az infravörös forrást; ezen túl a preferencia meredeken csökkent, 80 cm-nél 0,15-es preferenciaindexet érve el, 90 cm-nél pedig már semmit. Szén-dioxidot, emberi szagot és 34 Celsius-fokos infravöröst hozzáadva a gazdakeresési viselkedés megduplázódott. A gazdakeresési index 6,50%-ról 12,93%-ra emelkedett. A vonzódás 34 Celsius-foknál, az emberi bőr hőmérsékleténél érte el csúcsát.
A hőérzékelés molekuláris kapcsolója
Az infravörös jel egy adott hőaktivált csatornától függ. Chandel és munkatársai szerint az infravörös hőérzékeléshez TRPA1 szükséges, egy ioncsatorna, amely a szúnyog csápjának csúcsán lévő neuronokban fejeződik ki. Két opszin található mellette ezekben a neuronokban, és alacsony infravörös intenzitás esetén fokozzák az érzékenységet. A rendszer bőrre hangolt hőmérőként működik. A preferencia a cél és a környező levegő hőmérséklet-különbségét követte, így a jel halványul, ahogy a környezet megközelíti a bőr hőmérsékletét. Ez a részlet megmagyarázza, miért vadásznak kevesebbet a szúnyogok egy nagyon meleg nap legmelegebb részében, és miért számít a jelek kombinációja. A hő önmagában ritkán teszi meg az utat teljesen; szűkíti a végső megközelítést, miután a szén-dioxid és a szag már közel hozta a rovart.
A bőrszag személyes
Különböző embereket különböző számú csípés vonz, és De Obaldia és munkatársai ezt vizsgálták. A Cellben 2022-ben publikálva 64 egészséges résztvevőt teszteltek. Mindannyian nejlon hüvelyt viseltek az alkarjukon hat órán át mosás után, és a viselt anyag kétválasztásos olfaktométeres vizsgálatokba került Aedes aegypti szúnyogokkal. A csapat több mint 2330 viselkedési kísérletet végzett 174 kísérleti nap során. A preferenciák figyelemre méltóan stabilnak bizonyultak hónapok és évek alatt, és két vad típusú szúnyogtörzsön is fennálltak. A legvonzóbb résztvevő négyszer magasabb pontszámot ért el, mint a következő legvonzóbb, és több mint 100-szor magasabbat, mint a két legkevésbé vonzó. A kémiai munka ezt a rangsort a megnövekedett bőr-karbonsavakhoz kapcsolta, különösen a pentadekánsavhoz, a heptadekánsavhoz és a nonadekánsavhoz.
Egyetlen receptor sem magyarázza a vonzódást
A De Obaldia-csapat azt is vizsgálta, hogy egyetlen receptorútvonal szabályozza-e, mennyire tűnik vonzónak egy ember. Azok a mutáns szúnyogok, amelyekből hiányzott az Ir8a, az Ir25a vagy az Ir76b ionotróp receptor ko-receptor, összességében erősen csökkent vonzódást mutattak az emberi szagok iránt, mégis megkülönböztették a nagyon vonzó egyedeket a gyengén vonzóktól. Az Orco-mutánsok megtartották a vad típusú preferenciasorrendet. Az eredmény azt jelenti, hogy egyetlen receptorútvonal sem magyarázza az emberek közötti különbséget. A szagkeverékek, a savszintek és más vegyületek egyaránt hozzájárulnak. Az olvasónak, aki a személyes csípésszámokat próbálja megérteni, ez hasznos háttér. A vonzóság nem egyetlen vegyület vagy egyetlen gén a szúnyogban. Az emberi bőr összetett jele, amelyet a rovar több párhuzamos rendszeren keresztül érzékel.
A bőrbaktériumok alakítják a keveréket
A bőr mikroorganizmusai segítenek megtermelni azokat a vegyületeket, amelyeket a szúnyogok éreznek. Verhulst és munkatársai 2011-ben a PLoS ONE-ban publikáltak erről egy vizsgálatot az Anopheles gambiae sensu stricto, egy maláriavektor fajjal. Negyvennyolc, 20 és 64 év közötti felnőtt férfi önkéntes vett részt, és a lábukról gyűjtött kibocsátásokat ammónia-standardhoz hasonlították olfaktométeres bioesszékben. A nagyon vonzó egyedeknél szignifikánsan magasabb bakteriális abundancia, de alacsonyabb diverzitás volt, mint a gyengén vonzó egyedeknél. 1000-es szekvenálási mélységnél a filogenetikai diverzitás 38 százalékkal volt magasabb a gyengén vonzó csoportban. A Staphylococcus fajok 2,62-szer nagyobb abundanciát mutattak a nagyon vonzó csoportban, míg a Pseudomonas fajok 3,11-szer nagyobb abundanciát a gyengén vonzó csoportban. A szerzők arra a következtetésre jutnak, hogy a bőr mikrobiota-összetétele közvetlenül befolyásolja a gazda vonzását.
Miért fontos ez a megelőzés szempontjából
Az emberre irányuló harapási preferencia részben a szúnyogpopulációk örökletes tulajdonsága, nem pedig minden faj fix jellemzője. McBride és munkatársai 2014-ben, a Nature hasábjain közölt tanulmányukban a kenyai Aedes aegypti házias és erdei formáit vizsgálták. Az erdei nőstények a tengerimalacot részesítették előnyben, míg a házias nőstények gyengén az embert preferálták, és összességében mintegy kétszer gyakrabban reagáltak. A szerzők ezt az eltolódást az Or4 szagreceptor fokozott expressziójával és ligandérzékenységével hozták összefüggésbe; ez a receptor a 6-metil-5-heptén-2-ont, azaz a szulkacont tartalmazó emberi szagfrakcióra válaszol. A vizsgált populációkban hét fő Or4-allél szegregált, és a két hatás együtt a variáció 92 százalékát magyarázta. Ez a kutatás megmagyarázza, miért alkot a szén-dioxid, a hő és a bőr kémiai összetétele ilyen hatékony vadászrendszert, és miért maradnak a fizikai akadályok és a megfelelően kiválasztott riasztószerek gyakorlati védelmet nyújtó eszközök.
Sources
- Nature: A termikus infravörös sugárzás irányítja a gazdakereső viselkedést az Aedes aegypti szúnyogoknál
- Cell: A szúnyogok eltérő embervonzódása a bőrből származó karbonsavszintekkel függ össze
- eLife: Egy tartós viselkedési állapot teszi lehetővé a szúnyogok számára az emberek folyamatos zsákmányolását
- PLoS ONE: Az emberi bőr mikrobiota összetétele hatással van a maláriaszúnyogok vonzódására
- Nature: A szúnyogok emberre irányuló előnyben részesítésének evolúciója egy szaglóreceptorhoz kapcsolódik