Komarci pronalaze ljude kombinovanjem ugljen-dioksida, telesne toplote, infracrvenog zračenja i hemije kože. Evo šta o svakom od tih signala pokazuju recenzirana istraživanja.
Ugljen-dioksid započinje potragu
Komarac u lovu počinje sa oblakom ugljen-dioksida. Svaki izdah ga oslobađa, a on putuje niz vetar dovoljno daleko da upozori ženku da je toplokrvni domaćin u blizini. Sorrells i saradnici su 2022. u časopisu eLife pokazali nešto važno o tom prvom signalu. Radeći sa Aedes aegypti, dali su jedan petosekundni puls ugljen-dioksida i posmatrali ponašanje nakon toga. Ženke su ostale u pojačanom stanju lova više od deset minuta, postajući mnogo osetljivije na telesnu toplotu. Neke su se hranile zamenama za krvni obrok čak četrnaest minuta posle prvobitnog izlaganja. To stanje se javljalo samo kod neuhranjenih ženki koje traže krv; skoro nahranjene ženke i mužjaci ga nisu pokazivali. Ugljen-dioksid, drugim rečima, ne samo da privlači. On prebacuje komarca u istrajni režim pretrage.
Telesna toplota i infracrveno zračenje na blizinu
Kada je komarac blizu, toplota postaje upotrebljiv kompas. Čandel i saradnici su 2024. godine u časopisu Nature pokazali da ženke Aedes aegypti osećaju toplotno infracrveno zračenje koje emituje ljudska koža. Autori opisuju infracrveno zračenje kao izuzetno koristan usmeravajući signal srednjeg dometa koji deluje zajedno sa drugim čulima, a ne samostalno. Ženke su preferirale izvor infracrvenog zračenja do oko 70 cm udaljenosti; dalje je preferencija naglo opadala, dostižući indeks preferencije 0,15 na 80 cm i nula na 90 cm. Dodavanje ugljen-dioksida, ljudskog mirisa i infracrvenog zračenja na 34 stepena Celzijusa udvostručilo je ponašanje traženja domaćina. Indeks traženja domaćina porastao je sa 6,50% na 12,93%. Privlačnost je bila najveća na 34 stepena Celzijusa, temperaturi ljudske kože.
Molekularni prekidač za detekciju toplote
Infracrveni signal zavisi od specifičnog kanala aktiviranog toplotom. Čandel i saradnici navode da detekcija toplotnog infracrvenog zračenja zahteva TRPA1, jonski kanal eksprimiran u neuronima na vrhu antene komarca. Dva opsina nalaze se uz njega u tim neuronima i povećavaju osetljivost kada je intenzitet infracrvenog zračenja nizak. Sistem se ponaša kao termometar podešen na kožu. Preferencija je pratila temperaturnu razliku između mete i okolnog vazduha, pa signal slabi kako se okolina približava temperaturi kože. Taj detalj objašnjava zašto komarci manje love u najtoplijem delu veoma toplog dana i zašto je kombinacija signala važna. Sama toplota retko završava put; ona sužava konačni prilaz kada su ugljen-dioksid i miris već približili insekta.
Miris kože je lična stvar
Različite osobe privlače različit broj ujeda, a De Obaldia i saradnici su ispitivali zašto. U časopisu Cell 2022. godine testirali su 64 zdrava ispitanika. Svako je nosio najlonske navlake na podlakticama šest sati nakon pranja, a nošena tkanina išla je u dvostruke olfaktometrijske testove sa Aedes aegypti. Tim je sproveo više od 2.330 bihejvioralnih ogleda tokom 174 eksperimentalna dana. Preferencije su se pokazale izuzetno stabilnim mesecima i godinama i održale su se kod dva divlja tipa soja komaraca. Najprivlačniji ispitanik imao je četiri puta veći rezultat od sledećeg najprivlačnijeg i preko 100 puta veći od dva najmanje privlačna. Hemijska analiza povezala je taj rang sa povišenim karboksilnim kiselinama kože, posebno pentadekanoinskom, heptadekanoinskom i nonadekanoinskom kiselinom.
Nijedan receptor sam po sebi ne objašnjava privlačnost
Tim De Obaldia takođe je ispitao da li jedan receptorski put kontroliše koliko se neka osoba čini privlačnom. Mutantni komarci kojima nedostaju ko-receptori jonotropnih receptora Ir8a, Ir25a ili Ir76b pokazali su jako smanjenu privlačnost prema ljudskom mirisu u celini, ali su i dalje razlikovali vrlo privlačne ispitanike od slabo privlačnih. Orco mutanti zadržali su rangiranje preferencija kao kod divljeg tipa. Rezultat znači da nijedan pojedinačni receptorski put ne objašnjava razliku među ljudima. Mešavine mirisa, nivoi kiselina i druga jedinjenja svi doprinose. Za čitaoca koji pokušava da razume ličnu stopu ujeda, to je koristan kontekst. Privlačnost nije jedna hemikalija ili jedan gen u komarcu. To je složeni signal sa ljudske kože, a insekt ga čita kroz nekoliko paralelnih sistema.
Bakterije na koži oblikuju mešavinu
Mikrobi na koži pomažu u stvaranju hemikalija koje komarci mirišu. Verhulst i saradnici objavili su 2011. studiju u časopisu PLoS ONE koja je to ispitivala na Anopheles gambiae sensu stricto, prenosiocu malarije. Učestvovalo je 48 odraslih muškaraca dobrovoljaca uzrasta od 20 do 64 godine, a emisije prikupljene sa njihovih stopala testirane su u olfaktometrijskim biotestovima prema amonijačnom standardu. Vrlo privlačne osobe imale su značajno veću brojnost bakterija, ali manju raznolikost od slabo privlačnih osoba. Na dubini sekvenciranja od 1000, filogenetska raznolikost bila je 38 posto veća u grupi slabo privlačnih. Vrste roda Staphylococcus bile su 2,62 puta brojnije u grupi vrlo privlačnih, dok su vrste roda Pseudomonas bile 3,11 puta brojnije u grupi slabo privlačnih. Autori zaključuju da sastav mikrobiote kože direktno utiče na privlačnost domaćina.
Zašto je to važno za prevenciju
Sklonost ka ugrizu ljudi delimično je nasledna osobina populacija komaraca, a ne nepromenljiva odlika svake vrste. McBride i saradnici, u radu objavljenom u časopisu Nature 2014, proučavali su domaću i šumsku formu komarca Aedes aegypti u Keniji. Šumske ženke preferirale su zamorčića, dok su domaće ženke blago preferirale čoveka i ukupno reagovale oko dva puta češće. Autori su tu promenu povezali sa povećanom ekspresijom i osetljivošću receptora mirisa Or4 na ligande, koji reaguje na ljudsku frakciju mirisa koja odgovara 6-metil-5-hepten-2-onu, poznatom kao sulkaton. U proučavanim populacijama razdvojilo se sedam glavnih alela Or4, a dva efekta zajedno objasnila su 92% varijacije. Ovo istraživanje objašnjava zašto se ugljen-dioksid, toplota i hemija kože spajaju u tako efikasan lovni sistem i zašto fizičke barijere i pravilno specificirani repelenti ostaju praktična zaštita.
Sources
- Nature: Toplotno infracrveno zračenje usmerava ponašanje traženja domaćina kod komaraca Aedes aegypti
- Cell: Razlike u privlačnosti komaraca prema ljudima povezane su sa nivoima karboksilnih kiselina poreklom sa kože
- eLife: Trajno stanje ponašanja omogućava komarcima dugotrajno lovljenje ljudi
- PLoS ONE: Sastav mikrobiote ljudske kože utiče na privlačnost za komarce malarije
- Nature: Evolucija sklonosti komaraca ka ljudima povezana je sa receptorom za mirisne materije