Ինչպես են մոծակները գտնում մարդկանց. ածխածնի երկօքսիդ, ջերմություն և մաշկի հոտ

Ածխածնի երկօքսիդը սկիզբ է դնում որոնմանը

Որսի դուրս եկած մոծակը սկսում է ածխածնի երկօքսիդի հոսքից։ Մեր արտաշնչած յուրաքանչյուր շունչ այն արձակում է, և այն քամու ուղղությամբ տարածվում է բավական հեռու, որպեսզի զգուշացնի էգին, որ մոտակայքում տաքարյուն տեր կա։ Սորելսը և գործընկերները 2022 թվականին eLife ամսագրում հրապարակված աշխատության մեջ ցույց տվեցին այդ առաջին ազդանշանի վերաբերյալ մի կարևոր բան։ Աշխատելով Aedes aegypti մոծակների հետ՝ նրանք տվել են ածխածնի երկօքսիդի մեկ հինգ վայրկյանանոց իմպուլս և հետո դիտել վարքը։ Էգերը մնացել են ուժեղացված որսի վիճակում ավելի քան տասը րոպե՝ դառնալով շատ ավելի զգայուն մարմնի ջերմության նկատմամբ։ Ոմանք արյան սննդի փոխարինիչներով սնվել են սկզբնական ազդեցությունից մինչև տասնչորս րոպե անց։ Վիճակը դրսևորվել է միայն արյուն չընդունած էգերի մոտ, որոնք արյուն էին փնտրում. վերջերս կերակրված էգերը և արուները այն չեն ցուցադրել։ Այլ կերպ ասած՝ ածխածնի երկօքսիդը ոչ միայն գրավում է։ Այն մոծակին միացնում է համառ որոնման ռեժիմի։

Մարմնի ջերմությունը և ինֆրակարմիր ճառագայթումը մոտ տարածության վրա

Երբ մոծակը հայտնվում է մոտակայքում, ջերմությունը դառնում է օգտագործելի կողմնացույց։ Չանդելը և գործընկերները 2024 թվականին Nature ամսագրում հրապարակված աշխատության մեջ ցույց տվեցին, որ էգ Aedes aegypti-ները զգում են մարդու մաշկից եկող ջերմային ինֆրակարմիր ճառագայթումը։ Հեղինակները ինֆրակարմիրը նկարագրում են որպես միջին հեռավորության գերազանց ուղղորդող ազդանշան, որը գործում է այլ զգայարանների հետ միասին, այլ ոչ թե առանձին։ Էգերը նախընտրում էին ինֆրակարմիր աղբյուրը մինչև մոտ 70 սմ հեռավորության վրա. այդ սահմանից այն կողմ նախընտրությունը կտրուկ ընկնում էր՝ 80 սմ-ի վրա հասնելով նախընտրության 0.15 ցուցանիշի, իսկ 90 սմ-ի վրա՝ զրոյի։ Ածխածնի երկօքսիդի, մարդու հոտի և 34 աստիճան Ցելսիուսի ինֆրակարմիրի ավելացումը կրկնապատկեց տեր փնտրելու վարքը։ Տեր փնտրելու ցուցանիշը բարձրացավ 6.50%-ից մինչև 12.93%։ Գրավչությունը հասավ գագաթնակետին 34 աստիճան Ցելսիուսի վրա՝ մարդու մաշկի ջերմաստիճանում։

Ջերմության զգացման մոլեկուլային անջատիչը

Ինֆրակարմիր ազդանշանը կախված է ջերմությամբ ակտիվացող հատուկ ալիքից։ Չանդելը և գործընկերները նշում են, որ ջերմային ինֆրակարմիրը զգալու համար անհրաժեշտ է TRPA1՝ իոնային ալիք, որն արտահայտվում է մոծակի բեղիկի ծայրի նեյրոններում։ Այդ նեյրոններում դրա կողքին տեղակայված են երկու օպսիններ, որոնք բարձրացնում են զգայունությունը, երբ ինֆրակարմիրի ինտենսիվությունը ցածր է։ Համակարգը գործում է մաշկի վրա լարված ջերմաչափի պես։ Նախընտրությունը հետևում էր թիրախի և շրջակա օդի ջերմաստիճանի տարբերությանը, ուստի ազդանշանը թուլանում է, երբ միջավայրը մոտենում է մաշկի ջերմաստիճանին։ Այդ մանրամասնությունը բացատրում է, թե ինչու են մոծակները շատ տաք օրվա ամենաշոգ հատվածում ավելի քիչ որսում և ինչու է ազդանշանների համակցությունն այդքան կարևոր։ Միայն ջերմությունը հազվադեպ է ավարտում ճանապարհը. այն նեղացնում է վերջնական մոտեցումը, երբ ածխածնի երկօքսիդը և հոտն արդեն միջատին մոտ են բերել։

Մաշկի հոտը անհատական է

Տարբեր մարդիկ տարբեր քանակի խայթոցներ են գրավում, և Դե Օբալդիան ու գործընկերները ուսումնասիրեցին, թե ինչու։ 2022 թվականին Cell ամսագրում հրապարակված աշխատության մեջ նրանք փորձարկեցին 64 առողջ մարդու։ Յուրաքանչյուրը լվացվելուց հետո վեց ժամ կրում էր նեյլոնե թևքեր նախաբազուկների վրա, և մաշված գործվածքը տեղադրվում էր Aedes aegypti-ների հետ երկընտրանքի օլֆակտոմետրային փորձարկումների մեջ։ Թիմը 174 փորձարարական օրվա ընթացքում անցկացրեց ավելի քան 2,330 վարքային փորձարկում։ Նախընտրությունները ցույց տվեցին զարմանալի կայունություն ամիսների և տարիների ընթացքում և պահպանվեցին մոծակների երկու վայրի տեսակների մոտ։ Ամենագրավիչ փորձարկվողը չորս անգամ գերազանցեց հաջորդ ամենագրավիչին և ավելի քան 100 անգամ գերազանցեց երկու ամենաքիչ գրավիչներին։ Քիմիական հետազոտությունը այդ դասակարգումը կապեց մաշկի կարբոնաթթուների բարձր մակարդակի հետ, մասնավորապես պենտադեկանաթթվի, հեպտադեկանաթթվի և նոնադեկանաթթվի։

Ոչ մի ընկալիչ չի բացատրում գրավչությունը

Դե Օբալդիայի թիմը նաև ստուգեց, թե արդյոք մեկ ընկալիչային ուղին է կառավարում մարդու գրավչությունը։ Մուտանտ մոծակները, որոնցից բացակայում էին իոնոտրոպ ընկալիչների Ir8a, Ir25a կամ Ir76b համընկալիչները, ընդհանուր առմամբ զգալիորեն ավելի քիչ էին գրավվում մարդու հոտով, սակայն նրանք դեռ տարբերում էին շատ գրավիչ մարդկանց թույլ գրավիչներից։ Orco մուտանտների մոտ նախընտրության դասակարգումը մնաց վայրի տիպին համապատասխան։ Արդյունքը նշանակում է, որ ոչ մի մեկ ընկալիչային ուղի չի բացատրում մարդկանց միջև եղած տարբերությունը։ Հոտերի խառնուրդները, թթուների մակարդակը և այլ միացություններ բոլորը նպաստում են։ Ընթերցողի համար, ով փորձում է հասկանալ խայթոցների անհատական հաճախականությունը, սա օգտակար համատեքստ է։ Գրավչությունը ոչ մեկ քիմիական նյութ է, ոչ էլ մոծակի մեկ գեն։ Դա մարդու մաշկից եկող բարդ ազդանշան է, և միջատը կարդում է այն մի քանի զուգահեռ համակարգերի միջոցով։

Մաշկի բակտերիաները ձևավորում են խառնուրդը

Մաշկի միկրոբները օգնում են արտադրել այն քիմիական նյութերը, որոնք հոտոտում են մոծակները։ Վերհյուլստը և գործընկերները 2011 թվականին PLoS ONE ամսագրում հրապարակեցին ուսումնասիրություն, որտեղ սա ստուգում էին Anopheles gambiae sensu stricto-ով՝ մալարիայի փոխանցողով։ Մասնակցեց 20-64 տարեկան քառասունութ չափահաս տղամարդ կամավոր, և նրանց ոտքերից հավաքված արտազատուկները ստուգվեցին ամոնիակի ստանդարտի դեմ օլֆակտոմետրային կենսափորձերում։ Շատ գրավիչ անհատների մոտ բակտերիաների քանակը զգալիորեն ավելի բարձր էր, սակայն բազմազանությունը՝ ավելի ցածր, քան թույլ գրավիչ անհատների մոտ։ 1000 հաջորդականացման խորության դեպքում թույլ գրավիչ խմբում ֆիլոգենետիկ բազմազանությունը 38%-ով ավելի բարձր էր։ Staphylococcus տեսակները 2.62 անգամ ավելի շատ էին շատ գրավիչ խմբում, իսկ Pseudomonas տեսակները 3.11 անգամ ավելի շատ էին թույլ գրավիչ խմբում։ Հեղինակները եզրակացնում են, որ մաշկի միկրոբիոտայի կազմությունը ուղղակիորեն ազդում է տանտիրոջ գրավչության վրա։

Ինչու է սա կարևոր կանխարգելման համար

Մարդուն խայթելու նախապատվությունը մասամբ մոծակների պոպուլյացիաների ժառանգական հատկանիշ է, այլ ոչ թե յուրաքանչյուր տեսակի անփոփոխ առանձնահատկություն։ Մակբրայդը և գործընկերները 2014 թվականին Nature ամսագրում հրապարակված աշխատության մեջ ուսումնասիրել են Aedes aegypti-ի ընտանի և անտառային ձևերը Քենիայում։ Անտառային էգերը նախընտրում էին ծովախոզուկ, իսկ ընտանի էգերը թույլ նախապատվություն էին տալիս մարդուն և ընդհանուր առմամբ արձագանքում էին մոտավորապես երկու անգամ ավելի հաճախ։ Հեղինակները այդ փոփոխությունը կապում են Or4 հոտառական ընկալիչի արտահայտման և լիգանդի նկատմամբ զգայունության աճի հետ, որը արձագանքում է մարդու հոտի այն մասնաբաժնին, որը համապատասխանում է 6-methyl-5-hepten-2-one-ին, որը հայտնի է որպես sulcatone։ Ուսումնասիրված պոպուլյացիաներում տարանջատվել են Or4-ի յոթ հիմնական ալելներ, և երկու ազդեցությունները միասին բացատրել են տատանումների 92%-ը։ Այս հետազոտությունը բացատրում է, թե ինչու են ածխածնի երկօքսիդը, ջերմությունը և մաշկի քիմիան միավորվում այդքան արդյունավետ որսորդական համակարգի մեջ, և թե ինչու ֆիզիկական արգելքները և ճիշտ նշված վանող միջոցները մնում են գործնական պաշտպանություն։

Sources

• Nature. Ջերմային ինֆրակարմիր ճառագայթումը ուղղորդում է Aedes aegypti մոծակների տանտեր փնտրելու վարքը
• Cell. Մոծակների տարբեր գրավչությունը մարդկանց նկատմամբ կապված է մաշկից ստացվող կարբոքսիլաթթուների մակարդակի հետ
• eLife. Համառ վարքային վիճակը հնարավորություն է տալիս մոծակներին երկարատև որսալ մարդկանց
• PLoS ONE. Մարդու մաշկի միկրոբիոտայի կազմը ազդում է մալարիայի մոծակների գրավչության վրա
• Nature. Մոծակների մարդու նկատմամբ նախընտրության զարգացումը կապված է հոտառական ընկալիչի հետ