Глубокой ночью 200 кровожадных существ пробираются через крытую сетчатую арену размером с каток. Ученые изучают их издалека, нагнетая воздух, пропахший ароматом человеческой добычи. Они надеются выяснить, что вызывает этих смертоносных хищников.
Это не подготовка к грядущему зомби-фильму. «Это крупнейший в мире многовариантный тест на запах комаров» — гигантский эксперимент, направленный на выяснение того, почему смертоносные насекомые предпочитают одних людей другим, — объясняет руководитель исследования Конор МакМениман, молекулярный биолог из Университета Джона Хопкинса. Результаты, по его словам, могут помочь ученым разработать новые ловушки и репелленты для защиты людей от смертельных болезней, переносимых комарами.
Вынос этой работы из лаборатории «действительно укрепляет наше понимание [mosquito] поведения», — говорит Мануэла Карнаги, специалист по поведению насекомых из Университета Гринвича, которая не участвовала в исследовании. «Мы движемся к более реалистичным исследованиям».
Комары – самое смертоносное животное в мире. Они убивают 700 000 человек в год, как правило, распространяя такие болезни, как лихорадка денге и желтая лихорадка. В странах Африки к югу от Сахары Анофелес гамбийский является особо опасным вредителем; комары являются основной причиной малярии в регионе, убивая более 600 000 человек в год.
Запахи тела, углекислый газ (через выдыхаемый воздух) и тепло тела — все это предупреждает комаров о присутствии человека. Насекомые улавливают запахи через обонятельные нейроны на своих антеннах — они могут чувствовать запах тела на расстоянии до 60 метров — и используют тепло тела, чтобы сфокусироваться на своей цели.
Однако, как скажет вам любой, кто посещал барбекю на заднем дворе, одних людей кусают гораздо чаще, чем других. Большинство исследователей изучали предпочтения насекомых в относительно небольших закрытых лабораторных условиях, что ограничивало их способность видеть, как различные запахи привлекают комаров на больших расстояниях или как комары выбирают между несколькими конкурирующими запахами.
Чтобы изучить свои охотничьи стратегии в более естественной обстановке, Макмениман и его коллеги попросили добровольцев поспать на открытом воздухе в восьми палатках, расположенных по обеим сторонам охраняемой арены. Внутри жужжали голодные комары в поисках кровавой трапезы. Ученые направляли воздух, содержащий запах тела и углекислый газ, из палаток через воздуховоды в зоны приземления внутри арены, которые были нагреты до 35°C, что близко к средней температуре человеческого тела.
Используя инфракрасные датчики, команда следила за тем, какие посадочные платформы выбирают проголодавшиеся комары. Даже на большой арене — с множеством различных запахов и звуков и среди реальных погодных условий — насекомые больше тяготели к одним людям, чем к другим. команда сообщает сегодня в Текущая биология.
«У нас есть эти крошечные животные и эти огромные, огромные площади… и они все еще могут находить эти крошечные платформы всего 10 сантиметров в диаметре только по запаху», — говорит соавтор исследования Диего Хиральдо, нейробиолог из Университета Джона Хопкинса. «Это очень поразительно».
После этого исследователи проанализировали химический состав кожи участников, чтобы выяснить, что придает им характерный запах. Как было обнаружено в предыдущих исследованиях, больше комаров предпочитали людей, чей запах содержал смесь карбоновых кислот, маслянистых выделений, которые увлажняют и защищают нашу кожу. Две из этих карбоновых кислот также содержатся в сыре Лимбургер, отмечает МакМениман, известной приманке для комаров.
Комары реже жужжали на запахи с большим количеством химического эвкалипта, содержащегося в таких растениях, как шалфей и эвкалипты. Команда также сравнила приманку с запахом тела с приманкой с углекислым газом и обнаружила, что комары отдают предпочтение запаху тела.
Эти результаты «подтверждают многое из того, что уже было установлено в других исследованиях», — отмечает Карнаги. Забегая вперед, Карнаги говорит, что она хотела бы, чтобы в будущих итерациях этой работы была добавлена еще одна переменная — влажность — чтобы сделать эксперимент еще более реалистичным. Она отмечает, что теплый влажный воздух, исходящий от добычи, побуждает комаров приземляться, поэтому исследователям было бы полезно знать, меняет ли влажность запахи, которые их привлекают.
В конечном счете, Хиральдо надеется, что понимание любимых и нелюбимых запахов комаров может быть использовано для борьбы с малярией. Любимые запахи можно помещать в ловушки, например, чтобы отвлекать комаров от людей, а неприятные запахи можно использовать в качестве репеллентов. «Они просто потрясающие охотники, — размышляет Хиральдо, — а мы их добыча».