Kijk: Om meppen te voorkomen, onthouden muggen je geur

Mosquieten kunnen leren om een geur te associëren met een mechanische schok, vergelijkbaar met een mep, en die geur dan in de toekomst vermijden – nieuw onderzoek suggereert.

“Zodra muggen geuren op een aversieve manier leerden, veroorzaakten die geuren aversieve reacties van dezelfde orde als reacties op DEET, dat een van de meest effectieve muggenwerende middelen is,” zegt senior auteur Jeff Riffell, een professor in de biologie aan de Universiteit van Washington. “Bovendien onthouden muggen de getrainde geuren dagenlang.”

Onderzoekers wisten al dat muggen niet willekeurig beslissen wie ze bijten. Ze hebben een duidelijke voorkeur voor sommige mensen boven anderen. Het is ook bekend dat ze hun gastheren per seizoen afwisselen, bijvoorbeeld door zich in de zomer met vogels te voeden en in andere delen van het jaar met zoogdieren en vogels.

Riffell en zijn collega’s wilden meer te weten komen over hoe leren de bijtvoorkeur van muggen zou kunnen beïnvloeden.

Als eerste stap trainden ze muggen door de geur van een bepaalde persoon of diersoort – een rat versus een kip, bijvoorbeeld – te koppelen aan een mechanische schok. Voor de mechanische schok gebruikten ze een vortex mixer om de trillingen en versnellingen te simuleren die een mug zou kunnen ervaren wanneer een persoon hem zou proberen te slaan.

De insecten leerden snel het verband tussen de geur van de gastheer en de mechanische schok en gebruikten die informatie om te beslissen in welke richting ze zouden vliegen – hoewel de muggen interessant genoeg nooit konden leren om de geur van een kip te vermijden.

Leren is bij veel dieren, van honingbijen tot mensen, afhankelijk van dopamine in de hersenen. Uit aanvullende experimenten van Riffell en zijn team bleek dat dopamine ook essentieel is bij het leren van muggen. Genetisch gemodificeerde muggen die dopaminereceptoren misten, verloren het vermogen om te leren.

De onderzoekers lijmden ook muggen aan een aangepaste, 3D-geprinte miniatuur “arena” waarin de insecten op hun plaats konden vliegen, terwijl onderzoekers de activiteit van neuronen in het olfactorische centrum van hun hersenen registreerden. Deze experimenten toonden aan dat zonder dopamine, deze neuronen minder geneigd waren om te vuren. Als gevolg daarvan werden muggen minder goed in staat om geurinformatie te verwerken en ervan te leren.

Deze bevindingen kunnen belangrijke implicaties hebben voor muggencontrole en de overdracht van door muggen overgebrachte ziekten, aldus de onderzoekers.

“Door te begrijpen hoe muggen beslissingen nemen over wie ze bijten, en hoe leren dat gedrag beïnvloedt, kunnen we de genen en neuronale bases van het gedrag beter begrijpen,” zegt Riffell. “Dit zou kunnen leiden tot effectievere middelen voor muggenbestrijding.”

Met dit nieuwe begrip van hoe muggen leren om bepaalde gastheren te vermijden, zeggen de onderzoekers dat ze nu het vermogen van muggen om te leren en favoriete gastheren te onthouden, aan het onderzoeken zijn.

“In beide gevallen denken we dat dopamine een kritieke component is,” zegt Riffell.

De onderzoekers rapporteren hun bevindingen in het tijdschrift Current Biology.

Co-leidende auteurs van het artikel zijn van UW. Andere coauteurs zijn van de UW; de University of California, Riverside; en het California Institute of Technology.

Funding voor het onderzoek kwam van de Air Force Office of Sponsored Research; de National Institutes of Health; de National Science Foundation; de University of California, Riverside; MaxMind; een UW Endowed Professorship for Excellence in Biology; het UW Institute for Neuroengineering; en het Human Frontier Science Program.