Odi atrod cilvēkus, apvienojot oglekļa dioksīdu, ķermeņa siltumu, infrasarkano starojumu un ādas ķīmiju. Lūk, ko par katru signālu liecina recenzētie pētījumi.
Meklēšanu uzsāk oglekļa dioksīds
Ods, kas devies medībās, sāk ar oglekļa dioksīda strūklu. Katrs izelpas vilciens to izdala, un tas aizceļo pa vēju pietiekami tālu, lai brīdinātu mātīti, ka tuvumā ir siltasiņu saimnieks. Sorrells un kolēģi, rakstot žurnālā eLife 2022. gadā, parādīja ko svarīgu par šo pirmo signālu. Strādājot ar Aedes aegypti, viņi deva vienu piecu sekunžu oglekļa dioksīda impulsu un pēc tam vēroja uzvedību. Mātītes saglabāja pastiprinātu medību stāvokli vairāk nekā desmit minūtes, kļūstot daudz jutīgākas pret ķermeņa siltumu. Dažas barojās ar asins aizstājējiem pat līdz četrpadsmit minūtēm pēc sākotnējās iedarbības. Stāvoklis parādījās tikai nebarotām mātītēm, kas meklē asinis; nesen barotas mātītes un tēviņi to neuzrādīja. Citiem vārdiem sakot, oglekļa dioksīds ne vien pievilina. Tas pārslēdz odu noturīgā meklēšanas režīmā.
Ķermeņa siltums un infrasarkanais starojums tuvā attālumā
Kad odsējējs ir tuvumā, siltums kļūst par izmantojamu kompasu. Čandels un līdzautori 2024. gadā žurnālā Nature parādīja, ka Aedes aegypti mātītes uztver termālo infrasarkano starojumu, kas nāk no cilvēka ādas. Autori infrasarkano starojumu raksturo kā izcilu vidēja attāluma virziena signālu, kas darbojas kopā ar citām maņām, nevis atsevišķi. Mātītes deva priekšroku infrasarkanajam avotam līdz aptuveni 70 cm attālumā; tālāk priekšroka strauji kritās, sasniedzot priekšroku indeksu 0,15 pie 80 cm un nulli pie 90 cm. Pievienojot oglekļa dioksīdu, cilvēka smaržu un infrasarkano starojumu 34 grādu pēc Celsija temperatūrā, saimnieka meklēšanas uzvedība dubultojās. Saimnieka meklēšanas indekss pieauga no 6,50% līdz 12,93%. Pievilcība sasniedza maksimumu pie 34 grādiem pēc Celsija, cilvēka ādas temperatūras.
Molekulārais slēdzis siltuma noteikšanai
Infrasarkanā signāla pamatā ir konkrēts ar siltumu aktivizēts kanāls. Čandels un līdzautori norāda, ka termālā infrasarkanā starojuma noteikšanai nepieciešams TRPA1, jonu kanāls, kas ekspresēts neironos odsējēja antenas galā. Blakus tam šajos neironos atrodas divi opsīni, kas palielina jutību, ja infrasarkanā starojuma intensitāte ir zema. Sistēma darbojas kā uz ādu noskaņots termometrs. Priekšroka sekoja temperatūras starpībai starp mērķi un apkārtējo gaisu, tāpēc signāls vājinās, videi tuvojoties ādas temperatūrai. Šī detaļa izskaidro, kāpēc odsējēji mazāk medī ļoti siltas dienas karstākajā daļā un kāpēc nozīme ir signālu kombinācijai. Siltums vien reti ļauj veikt visu ceļu; tas sašaurina pēdējo pieeju, kad oglekļa dioksīds un smarža kukaini jau ir pievilkuši tuvumā.
Ādas smarža ir individuāla
Dažādi cilvēki pievelk atšķirīgu kodiengriezienu skaitu, un De Obaldia un līdzautori pētīja, kāpēc. Rakstā žurnālā Cell 2022. gadā viņi testēja 64 veselus dalībniekus. Katrs pēc mazgāšanās sešas stundas nēsāja neilona uzmavas uz apakšdelmiem, un novalkātais audums tika izmantots divu izvēļu olfaktometra testos ar Aedes aegypti. Komanda veica vairāk nekā 2330 uzvedības izmēģinājumu 174 eksperimenta dienās. Priekšroka izrādījās ievērojami stabila mēnešu un gadu gaitā un saglabājās divos savvaļas tipa odsējēju celmos. Vispievilcīgākais dalībnieks ieguva četras reizes augstāku vērtību nekā nākamais vispievilcīgākais un vairāk nekā 100 reizes augstāku nekā divi vismazāk pievilcīgie. Ķīmiskā analīze saistīja šo ranžējumu ar paaugstinātu ādas karbonskābju līmeni, īpaši pentadekānskābi, heptadekānskābi un nonadekānskābi.
Neviens atsevišķs receptors nepaskaidro pievilcību
De Obaldia komanda arī pārbaudīja, vai viens receptoru ceļš nosaka to, cik pievilcīgs šķiet cilvēks. Mutantiem odiem, kuriem trūka jonotropo receptoru koreceptoru Ir8a, Ir25a vai Ir76b, kopumā bija krasi samazināta pievilcība pret cilvēka smaržu, tomēr tie joprojām atšķīra ļoti pievilcīgus pētījuma dalībniekus no mazāk pievilcīgiem. Orco mutantiem saglabājās savvaļas tipa preferenču secība. Rezultāts nozīmē, ka neviens atsevišķs receptoru ceļš neizskaidro atšķirību starp cilvēkiem. Smaržu maisījumi, skābju līmenis un citi savienojumi visi veicina šo atšķirību. Lasītājam, kurš cenšas saprast personīgos kodumu rādītājus, tas ir noderīgs konteksts. Pievilcība nav viena ķīmiskā viela vai viens gēns odā. Tā ir salikts signāls no cilvēka ādas, un kukainis to nolasa caur vairākām paralēlām sistēmām.
Ādas baktērijas veido maisījumu
Ādas mikrobi palīdz ražot ķīmiskās vielas, ko odi ož. Verhulst un kolēģi 2011. gadā publicēja pētījumu žurnālā PLoS ONE, kurā to pārbaudīja ar Anopheles gambiae sensu stricto, malārijas pārnēsātāju. Piedalījās četrdesmit astoņi pieauguši vīriešu dzimuma brīvprātīgie vecumā no 20 līdz 64 gadiem, un no viņu pēdām savāktās emisijas tika pārbaudītas pret amonjaka standartu olfaktometra biotestos. Ļoti pievilcīgiem indivīdiem bija ievērojami lielāks baktēriju daudzums, bet zemāka daudzveidība nekā mazāk pievilcīgiem indivīdiem. Sekvencēšanas dziļumā 1000 filoģenētiskā daudzveidība mazāk pievilcīgajā grupā bija par 38% augstāka. Staphylococcus sugas bija 2,62 reizes bagātākas ļoti pievilcīgajā grupā, savukārt Pseudomonas sugas bija 3,11 reizes bagātākas mazāk pievilcīgajā grupā. Autori secina, ka ādas mikrobiotas sastāvs tieši ietekmē saimnieka pievilcību.
Kāpēc tas ir svarīgi profilaksei
Tieksme kost cilvēkus daļēji ir iedzimta odiem raksturīga īpašība, nevis nemainīga katras sugas pazīme. Makbraids ar kolēģiem 2014. gadā žurnālā Nature pētīja Aedes aegypti mājas un meža formas Kenijā. Meža mātītes priekšroku deva jūrascūciņai, bet mājas mātītes vāji priekšroku deva cilvēkam un kopumā reaģēja aptuveni divreiz biežāk. Autori šo novirzi saistīja ar paaugstinātu odoranto receptora Or4 ekspresiju un lielāku jutību pret ligandiem, kas reaģē uz cilvēka smaržas frakciju, kura atbilst 6-metil-5-heptēn-2-onam jeb sulkatonam. Pētītajās populācijās segregējās septiņas galvenās Or4 alēles, un abi efekti kopā izskaidroja 92% variācijas. Šis pētījums izskaidro, kāpēc oglekļa dioksīds, siltums un ādas ķīmija kopā veido tik efektīvu medību sistēmu un kāpēc fiziski šķēršļi un pareizi norādīti atbaidītāji joprojām ir praktiska aizsardzība.
Sources
- Nature: Thermal infrared directs host-seeking behaviour in Aedes aegypti mosquitoes
- Cell: Differential mosquito attraction to humans is associated with skin-derived carboxylic acid levels
- eLife: A persistent behavioral state enables sustained predation of humans by mosquitoes
- PLoS ONE: Cilvēka ādas mikrobiotas sastāvs ietekmē pievilcību malārijas odiem
- Nature: Odu tieksmes uz cilvēkiem evolūcija saistīta ar smaržu receptoru