Naukowcy odkryli zestaw sygnałów, który przełącza samicę komara z trybu zwykłego przelotu w tryb krążenia wokół człowieka i przygotowania do lądowania. Najważniejsze jest to, co komar widzi i co wyczuwa w wydychanym przez nas dwutlenku węgla. Dopiero razem działają jak prawdziwy zapalnik ataku.
Kiedy podczas letniego wieczoru wokół naszej głowy nagle robi się tłoczno, łatwo pomyśleć, iż jeden komar przyciąga kolejnego i iż owady po prostu lecą za stadem. Zespół z Georgia Tech i MIT doszedł jednak do innego wniosku. Samice Aedes aegypti (komar egipski) nie kopiują się nawzajem w sensie społecznym. One reagują niezależnie na te same sygnały. Można to porównać do zatłoczonego baru czy restauracji w centrum miasta. Ludzie nie przychodzą tam dlatego, iż weszli za jednym liderem, tylko dlatego, iż przyciąga ich ta sama muzyka, światło i atmosfera. Z komarami ma być podobnie.
To zmienia sposób myślenia o komarach. Zamiast widzieć w nich chaotyczną, nieuporządkowaną chmarę, naukowcy zaczęli traktować je jak małe maszyny reagujące na zestaw dość prostych zasad. A jeżeli da się poznać te zasady, można próbować wykorzystać je przeciw nim, np. przy projektowaniu pułapek albo sposobów ograniczania kontaktu człowieka z owadem.
W badaniu nie było zgadywania. Były kamery 3D i dziesiątki milionów punktów danych
Żeby to sprawdzić, naukowcy zbudowali trójwymiarowy model lotu komarów. W zamkniętym pomieszczeniu śledzili ruch samic Aedes aegypti dzięki kamer na podczerwień i zbierali dane o tym, jak owady reagują na różne bodźce. W części doświadczeń użyli czarnej kuli jako prostego bodźca wzrokowego.
W innych dawali źródło dwutlenku węgla bez wyraźnego bodźca wizualnego. Były też próby, w których oba sygnały pojawiały się jednocześnie, a na końcu do komory wszedł człowiek ubrany ochronnie i częściowo w różne kolory. W całej serii eksperymentów zebrano ponad 53 mln punktów danych i ponad 477 tys. trajektorii lotu.
Właśnie z tych danych powstał opisany w Science Advances model. Badacze wyróżnili trzy podstawowe wzory zachowania. Gdy komar widzi tylko cel, wykonuje coś w rodzaju szybkiego nalotu i przelotu obok. Gdy nie widzi celu, ale wyczuwa CO2, zaczyna zwalniać, kręcić się i robić drugie podejście, jakby próbował potwierdzić, iż warto zostać w pobliżu.
Najciekawiej robi się wtedy, gdy oba sygnały występują razem. Wtedy komar przełącza się w trzeci tryb i zaczyna krążyć wokół celu ze stałą prędkością, przygotowując się do lądowania. To właśnie ten stan można nazwać wyzwalaczem ataku.
Ciemny kształt i nasz oddech to najgorszy scenariusz
Okazuje się, iż sama ciemna sylwetka wabi komary tylko połowicznie, a dwutlenek węgla nie wystarczy, by sprowokować je do ataku. Dopiero połączenie obu tych bodźców staje się dla samic mieszanką wybuchową. W takim zestawieniu owady nie tylko nadlatują w stronę celu, ale natychmiast przystępują do ofensywy. Krótko mówiąc: komar nie reaguje na jeden sygnał. Szuka potwierdzenia tego, co widzi, z tym, co wyczuwa w powietrzu.
To wyjaśnia, dlaczego chmury owadów najczęściej kłębią się wokół naszych głow i ramion. To właśnie tam komary odbierają kumulację sygnałów: wydychany CO2, wyraźny kontrast wizualny i zarys sylwetki. Badacze podkreślają, iż dla tego konkretnego gatunku wzrok i oddech są najważniejsze, choć w naturalnych warunkach dochodzą do tego jeszcze zapach skóry, temperatura oraz wilgotność ciała. Komary nie atakują nas dlatego, iż jesteśmy smaczni. Robią to, bo nasz organizm działa jak precyzyjny nadajnik, wysyłający im czytelny sygnał: tutaj jest cel.
Od zwykłej, letniej irytacji do światowego bezpieczeństwa
Autorzy badania wskazują, iż ich model może stać się fundamentem dla nowej generacji pułapek na komary. Zamiast jednostajnego nęcenia owadów tylko jednym sygnałem, znacznie skuteczniejsze mogą okazać się systemy multisensoryczne.
Dzięki odpowiedniemu połączeniu bodźców, owad pozostaje przy celu wystarczająco długo, by zostać zassanym przez mechanizm lub schwytanym. Badacze sugerują nawet, iż ciągłe działanie wabika nie zawsze jest optymalne. W wielu scenariuszach lepiej sprawdzą się sygnały wysyłane w precyzyjnie określonych odstępach czasu.
Stawka jest wysoka, ponieważ komary to wciąż jedne z najgroźniejszych zwierząt na świecie. Przenoszą one patogeny wywołujące malarię, dengę czy wirus Zachodniego Nilu, co każdego roku prowadzi do ponad 770 tysięcy zgonów. Analizowany w badaniu gatunek Aedes aegypti to najważniejszy wektor żółtej febry, czikungunyi oraz Ziki. jeżeli więc da się lepiej zrozumieć, jak te owady przechodzą od szukania do ataku, to paradoksalnie może to uratować wiele istnień.
