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Forscher entdeckt, wie Moskitos Vision und Geruch integrieren, um Opfer zu finden

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Moskitos sind schlauer, als man denkt.

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Wissenschaftler haben festgestellt, dass Moskitos ihre Jagdroutinen als Reaktion auf die Hinweise des Wirtes ändern. In Afrika zum Beispiel erkennen Moskitos heute, wenn Menschen morgens aus Moskitonetzen auftauchen und tagsüber häufiger jagen als nachts.

Der Virginia Tech-Forscher Clément Vinauger hat eine neue Neurobiologie entdeckt, die mit dem Sehen von Moskitos und dem Geruchssinn verbunden ist und erklärt, wie Aedes aegypti Moskitos ihre Opfer verfolgen.

Aedes aegypti Moskitos verbreiten Dengue-Fieber, Chikungunya, Zika-Fieber, Mayaro und Gelbfieber.

"Moskitos treffen jedes Jahr Millionen von Menschen. Ich habe daran gearbeitet zu verstehen, wie Moskitos Raum und Zeit navigieren. Die Analyse, wie Moskitos Informationen verarbeiten, ist entscheidend, um herauszufinden, wie man bessere Köder und Fallen zur Moskitokontrolle herstellt", sagt Vinauger, ein Assistenzprofessor am Department of Biochemistry am College of Agriculture and Life Sciences an der Virginia Tech.

Während Wissenschaftler viel über den Geruchssinn der Mücke wissen und wie sie auf CO2-Ausstöße abzielt, um ihre Wirte zu finden, ist nur sehr wenig darüber bekannt, wie die Mücke das Sehen nutzt.

Vinauger entdeckte, dass die Interaktion zwischen den olfaktorischen und visuellen Verarbeitungszentren des Gehirns der Moskitos es ist, die diesen Insekten hilft, ihre Opfer so genau zu erfassen.

Wenn Moskitos auf CO2 treffen, werden sie von dunklen, visuellen Objekten wie ihren Wirten angezogen. Was diese neue Studie zeigt, ist, dass CO2 die Reaktionen der Neuronen in den Sehzentren der Moskitos beeinflusst, um ihnen zu helfen, visuelle Objekte mit einer höheren Genauigkeit zu verfolgen.

Vinauger und sein Forschungsteam konnten dies feststellen, indem sie die Moskitos mit winzigen 3D-gedruckten Helmen bestückten und in einem LED-Flugsimulator festmachten und die Moskitos CO2-Bläschen aussetzten.

"Wir haben die Reaktionen der Moskitos auf visuelle und olfaktorische Signale überwacht, indem wir die Frequenz, Beschleunigung und das Drehverhalten des Flügelschlags verfolgt haben", sagte Vinauger.

Unter Verwendung von Kalziumbildgebungsexperimenten des Gehirns der Moskitos fand das Forschungsteam heraus, dass CO2 die neuronalen Reaktionen der Moskitos auf diskrete visuelle Reize moduliert.

In früheren Forschungen verwendete Vinauger auch bildgebende Verfahren und neuronale Aufzeichnungen, um zu zeigen, wie die Reaktionen in den Riechzentren durch die bisherigen Erfahrungen der Moskitos moduliert wurden, wie sie von Fliegenklatschen und anderen Versuchen lernten, sie von unserem Geruch abzulenken.

"Die globale Strategie für das Management von durch Moskitos übertragenen Krankheiten besteht darin, die Vektorpopulationen zu kontrollieren, zu einem großen Teil durch den Einsatz von Insektiziden. Allerdings sind durch Mücken übertragene Krankheiten heute wieder aufleben, vor allem wegen der steigenden Insektizidresistenz in der Bevölkerung. In diesem Zusammenhang zielt meine Forschung darauf ab, die wichtigsten Wissenslücken in unserem Verständnis der Mechanismen zu schließen, die es Moskitos ermöglichen, solche effizienten Krankheitsvektoren zu sein, und insbesondere Faktoren zu identifizieren und zu charakterisieren, die ihr wirtssuchendes Verhalten modulieren", sagt Vinauger, der auch Mitglied der angeschlossenen Fakultät des Fralin Life Sciences Institute und des BIOTRANS-Programms ist.

Der Fokus von Vinaugers Labor liegt auf der Untersuchung zirkadianer und pathogeninduzierter Modulationen von Moskito-Wirt-Interaktionen unter Einsatz interdisziplinärer Werkzeuge aus Biochemie, Neurowissenschaften, Ingenieurwissenschaften und chemischer Ökologie, um zu untersuchen, wie sich dies auf Gene, Neuronen und Insektenverhalten auswirkt.