Zobacz: To avoid swatting, mosquitoes remember your scent

Komary mogą nauczyć się kojarzyć zapach z mechanicznym wstrząsem podobnym do zamachu – a następnie unikać tego zapachu w przyszłości – sugerują nowe badania.

„Kiedy komary nauczyły się zapachów w sposób awersyjny, zapachy te wywołały reakcje awersyjne tego samego rzędu, co reakcje na DEET, który jest jednym z najskuteczniejszych środków odstraszających komary”, mówi główny autor Jeff Riffell, profesor biologii na Uniwersytecie w Waszyngtonie. „Co więcej, komary zapamiętują wyćwiczone zapachy na wiele dni.”

Badacze wiedzieli już, że komary nie decydują o tym, kogo ugryźć w sposób przypadkowy. Wykazują oczywiste preferencje dla jednych ludzi w stosunku do innych. Wiadomo również, że zmieniają żywicieli sezonowo, żywiąc się na przykład ptakami w lecie oraz ssakami i ptakami w innych częściach roku.

Riffell i jego koledzy chcieli dowiedzieć się więcej o tym, jak uczenie się może wpłynąć na preferencje komarów w zakresie gryzienia.

Pierwszym krokiem było wyszkolenie komarów poprzez skojarzenie zapachu konkretnej osoby lub gatunku zwierzęcia – na przykład szczura lub kurczaka – z wstrząsem mechanicznym. Do wstrząsu mechanicznego użyto mieszadła wirowego, aby zasymulować wibracje i przyspieszenia, których komar mógłby doświadczyć, gdy człowiek próbowałby go zamachnąć.

Owady szybko nauczyły się powiązania między zapachem gospodarza a wstrząsem mechanicznym i wykorzystały tę informację przy podejmowaniu decyzji, w którym kierunku lecieć – choć, co ciekawe, komary nigdy nie mogły nauczyć się unikać zapachu kurczaka.

Uczenie się u wielu zwierząt, od pszczół miodnych po ludzi, zależy od dopaminy w mózgu. Dodatkowe eksperymenty przeprowadzone przez Riffella i jego zespół wykazały, że dopamina jest również niezbędna w uczeniu się komarów. Genetycznie zmodyfikowane komary pozbawione receptorów dopaminy straciły zdolność uczenia się.

Badacze przykleili również komary do niestandardowej, wydrukowanej w 3D miniaturowej „areny”, na której owady mogły latać w miejscu, podczas gdy badacze rejestrowali aktywność neuronów w centrum węchowym ich mózgów. Eksperymenty te wykazały, że bez dopaminy neurony te były mniej skłonne do zapłonu. W rezultacie komary stały się mniej zdolne do przetwarzania i uczenia się na podstawie informacji zapachowych.

Te odkrycia mogą mieć ważne implikacje dla kontroli komarów i przenoszenia chorób przenoszonych przez komary, według badaczy.

„Poprzez zrozumienie, w jaki sposób komary podejmują decyzje o tym, kogo ugryźć i jak uczenie się wpływa na te zachowania, możemy lepiej zrozumieć geny i neuronalne podstawy tych zachowań,” mówi Riffell. „To może prowadzić do bardziej skutecznych narzędzi kontroli komarów.”

Z tym nowym zrozumieniem jak komary uczą się unikać pewnych gospodarzy, badacze mówią, że teraz badają zdolność komarów do uczenia się i zapamiętywania preferowanych gospodarzy.

„W obu przypadkach uważamy, że dopamina jest krytycznym składnikiem,” mówi Riffell.

Badacze informują o swoich ustaleniach w czasopiśmie Current Biology.

Współautorzy wiodący pracy są z UW. Additional coauthors are from UW; the University of California, Riverside; and the California Institute of Technology.

Funding for the research came from the Air Force Office of Sponsored Research; the National Institutes of Health; the National Science Foundation; the University of California, Riverside; MaxMind; a UW Endowed Professorship for Excellence in Biology; the UW Institute for Neuroengineering; and the Human Frontier Science Program.