Ученые выяснили, как внутренние часы комаров влияют на их укусы

Комар Aedes aegypti в лаборатории профессора Лауры Дювалл. Автор: Линхан Донг

Люди, живущие в тропических регионах, где обитают комары Aedes aegypti, вероятно, веками знали по своим зудящим укусам, что эти насекомые наиболее активны на рассвете и в сумерках. Новое исследование не только предоставляет научное подтверждение этому поведению, но и раскрывает биологический механизм, стоящий за ним, а также предлагает потенциальный путь к сокращению укусов и распространения смертельных заболеваний, переносимых комарами.

«Чем больше мы понимаем о том, как регулируется это поведение, столь важное для передачи патогенов, тем больше мы можем расширить наш арсенал инструментов для борьбы с этими комарами», — сказала Лаура Дювалл, доцент кафедры биологических наук, руководившая новым исследованием, опубликованным в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Исследование сосредоточено на Aedes aegypti — виде комаров, которые обитают в основном в тропических районах и могут переносить такие заболевания, как лихорадка денге, чикунгунья и вирус Зика. Хотя этот вид комаров не может пережить суровые зимы, подобные нью-йоркским, в последние годы они расширили свой ареал обитания из-за изменения климата, который позволяет им процветать в более умеренных широтах.

Исследование моделей и ритмов укусов комаров

По словам Дювалл, теоретически существует много причин, по которым люди могут получать больше укусов этих комаров на рассвете и в сумерках. Возможно, они просто больше находятся на улице или люди становятся более привлекательными для комаров в это время. Ее исследование было направлено на понимание того, влияет ли на эту модель укусов собственный суточный ритм комаров.

Исследовательская группа начала с видеозаписи комаров и наблюдения за их реакцией на углекислый газ — сигнал, который комары используют для обнаружения людей. Команда использовала машинное обучение для количественной оценки движений комаров.

Они обнаружили, что комары демонстрировали более устойчивую реакцию на одинаковое количество углекислого газа на рассвете и в сумерках — именно в то время суток, когда многие люди (как исследователи комаров, так и обычные люди) сообщают о большем количестве укусов.

«Это согласуется с идеей, что они на самом деле являются более эффективными хищниками в это время суток», — отметила Дювалл.

Генетические эксперименты раскрывают влияние внутренних часов

Предположив, что меняется не способность комаров чувствовать нас в это время суток, а устойчивость или агрессивность их реакции, команда Дювалл использовала инструмент редактирования генов CRISPR-Cas9 для мутации гена, контролирующего внутренние часы комаров.

Они обнаружили, что мутация гена изменила их поведенческое время, сделав комаров менее устойчиво реагирующими на углекислый газ утром. Обычно уровень укусов высок по утрам, но когда они нарушили работу гена часов, мутантные комары были менее успешны в питании в это время.

«Это первый раз, когда мы обнаружили, что существует внутренний ритм в поведении комара, который может управлять этими укусами на рассвете и в сумерках. Их внутренние часы делают их более настойчивыми и хищными в своей реакции на людей в это время суток», — объяснила Дювалл.

По словам исследовательницы, эти находки пока не имеют немедленной коммерческой ценности, и это не было целью лаборатории. Но по мере того, как наука начинает больше понимать о том, что делает этих животных особенно эффективными в поиске людей в определенное время суток, «мы могли бы, теоретически, найти способы заблокировать комаров в состоянии, которое предотвращает их эффективный поиск людей». Это может означать меньше неприятных укусов и меньше болезней.

Больше информации: Linhan Dong et al, Time-of-day modulation in mosquito response persistence to carbon dioxide is controlled by Pigment-Dispersing Factor, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2520826122

Источник: Columbia University