Beobachten: Um das Zupacken zu vermeiden, merken sich Mücken Ihren Geruch

Moskitos können lernen, einen Geruch mit einem mechanischen Schock zu verbinden, der einem Schlag ähnelt – und diesen Geruch dann in Zukunft zu meiden – so neue Forschungsergebnisse.

„Sobald Moskitos Gerüche auf eine aversive Art und Weise gelernt hatten, lösten diese Gerüche aversive Reaktionen in der gleichen Größenordnung aus wie Reaktionen auf DEET, das eines der wirksamsten Moskitoabwehrmittel ist“, sagt der Hauptautor Jeff Riffell, Professor für Biologie an der University of Washington. „Außerdem erinnern sich die Mücken tagelang an die gelernten Gerüche.“

Forscher wussten bereits, dass Mücken nicht zufällig entscheiden, wen sie stechen. Sie zeigen eine deutliche Vorliebe für einige Menschen gegenüber anderen. Es ist auch bekannt, dass sie ihre Wirte saisonal wechseln und sich beispielsweise im Sommer von Vögeln und zu anderen Jahreszeiten von Säugetieren und Vögeln ernähren.

Riffell und seine Kollegen wollten mehr darüber herausfinden, wie das Lernen die Stichpräferenzen der Mücken beeinflussen könnte.

In einem ersten Schritt trainierten sie die Mücken, indem sie den Geruch einer bestimmten Person oder Tierart – zum Beispiel einer Ratte gegenüber einem Huhn – mit einem mechanischen Schock verbanden. Für den mechanischen Schock verwendeten sie einen Wirbelmischer, um die Vibrationen und Beschleunigungen zu simulieren, die eine Mücke erfahren könnte, wenn ein Mensch versucht, sie zu stechen.

Die Insekten lernten schnell die Assoziation zwischen dem Wirtsgeruch und dem mechanischen Schock und nutzten diese Information, um zu entscheiden, in welche Richtung sie fliegen sollten – interessanterweise konnten die Mücken jedoch nie lernen, den Geruch eines Huhns zu meiden.

Lernen hängt bei vielen Tieren, von der Honigbiene bis zum Menschen, vom Dopamin im Gehirn ab. Weitere Experimente von Riffell und seinem Team zeigten, dass Dopamin auch für das Lernen von Mücken wichtig ist. Genetisch veränderte Moskitos, denen Dopaminrezeptoren fehlten, verloren die Fähigkeit zu lernen.

Die Forscher klebten die Moskitos auch auf eine speziell angefertigte, 3D-gedruckte Miniatur-„Arena“, in der die Insekten an Ort und Stelle fliegen konnten, während die Forscher die Aktivität der Neuronen im Geruchszentrum ihres Gehirns aufzeichneten. Diese Experimente zeigten, dass diese Neuronen ohne Dopamin weniger häufig feuern. Infolgedessen waren die Moskitos weniger in der Lage, Geruchsinformationen zu verarbeiten und daraus zu lernen.

Diese Erkenntnisse könnten wichtige Auswirkungen auf die Mückenbekämpfung und die Übertragung von durch Mücken übertragenen Krankheiten haben, so die Forscher.

„Indem wir verstehen, wie Mücken Entscheidungen darüber treffen, wen sie stechen, und wie das Lernen dieses Verhalten beeinflusst, können wir die Gene und neuronalen Grundlagen des Verhaltens besser verstehen“, sagt Riffell. „

Mit diesem neuen Verständnis darüber, wie Moskitos lernen, bestimmte Wirte zu meiden, wollen die Forscher nun die Fähigkeit der Moskitos untersuchen, zu lernen und sich an bevorzugte Wirte zu erinnern.

„In beiden Fällen denken wir, dass Dopamin eine entscheidende Komponente ist“, sagt Riffell.

Die Forscher berichten über ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Current Biology.

Ko-Leitautoren der Studie sind von der UW. Weitere Koautoren kommen von der UW, der University of California, Riverside, und dem California Institute of Technology.

Finanziert wurde die Forschung durch das Air Force Office of Sponsored Research, die National Institutes of Health, die National Science Foundation, die University of California, Riverside, MaxMind, eine UW-Stiftungsprofessur für Exzellenz in Biologie, das UW Institute for Neuroengineering und das Human Frontier Science Program.