- Исследователи обнаружили, что Aedes aegypti, или комары желтой лихорадки, могут научиться ассоциировать запах ДЭТА с пищевым вознаграждением посредством многократного воздействия во время кормления.
- В лабораторных экспериментах более 60% обученных комаров пытались питаться, подвергаясь воздействию только запаха ДЭТА, что позволяет предположить, что насекомые сформировали положительную связь с репеллентом.
- Дрессированных комаров привлекала кожа человека, обработанная ДЭТА, в то время как нетренированные комары избегали ее, что указывает на то, что поведение комаров по отношению к репеллентам может формироваться на основе опыта.
- Результаты показывают, что ДЭТА остается высокоэффективным, но поддержание постоянного уровня репеллента посредством регулярного повторного применения может быть важным для предотвращения адаптации комаров к исчезающей концентрации.
Комары распространены по всей территории Соединенных Штатов: на континентальной части Соединенных Штатов и на территориях США обитает более 200 видов комаров.
Большинство комаров в США — это неприятные комары, которые не являются переносчиками болезней, но некоторые укусы могут передавать инфекции.
Несмотря на то, что эти заболевания присутствуют в Америке, бремя этих заболеваний очень велико.
Профилактика часто является наиболее эффективной защитой от комаров: представители общественного здравоохранения рекомендуют репелленты от насекомых, содержащие ДЭТА.
Это химическое вещество, обычно доступное в виде жидкостей, лосьонов или спреев, вероятно, отпугивает комаров, воздействуя на их сенсорные рецепторы, что затрудняет обнаружение людей и делает их непривлекательными. Эксперты в области здравоохранения подчеркивают, что репелленты на основе ДЭТА безопасны и эффективны при использовании по назначению.
Новое исследование предполагает, что комары могут быть более адаптируемыми, чем считалось ранее, а комары, живущие с желтой лихорадкой, могут научиться ассоциировать запах ДЭТА с пищевым вознаграждением, потенциально меняя реакцию насекомых на это химическое вещество с течением времени.
Результаты, опубликованные в Журнале экспериментальной биологии, поднимают новые вопросы о поведении комаров и о том, как эффективно использовать репелленты в реальных условиях.
Комары могут учиться на собственном опыте
ДЭТА уже давно считается мировым золотым стандартом в средствах от насекомых. Раньше считалось, что ДЭТА действует потому, что комарам не нравится его вкус и запах, а также потому, что из-за него труднее обнаружить людей.
Однако эти результаты позволяют предположить, что мозг комара может играть более важную роль, чем считалось ранее.
В ходе исследования исследователи использовали форму Павловского обусловливания, тот же процесс обучения, который прославил российский физиолог Иван Павлов, чтобы научить комаров связывать запах ДЭТА с возможностью кормления.
Исследование было сосредоточено на Aedes aegypti, виде комаров, известном как переносчик серьезных вирусных заболеваний, включая желтую лихорадку, лихорадку Денге, Зика и Чикунгунья.
Комаров помещали за сетчатую ткань, а рядом располагали источник теплой крови. Когда насекомые начали питаться, исследователи ввели запах ДЭТА.
После четырехкратного повторения процесса более 60% комаров позже попытались питаться, подвергаясь воздействию только запаха ДЭТА.
Затем исследователи проверили, повлияло ли усвоенное поведение на предпочтения комаров. Комарам был предложен выбор между двумя человеческими руками: одной необработанной и другой, покрытой ДЭТА в стандартных концентрациях.
Необученные комары избегали обработанной ДЭТА руки, в то время как дрессированные комары привлекались ею.
Команда также обнаружила, что комары могут образовывать такую же наученную ассоциацию, когда в качестве награды используется сахар, а не кровь.
Может ли повторное применение быть более важным?
Важно отметить, что полученные результаты не предполагают, что людям следует прекратить употребление ДЭТА. Авторы исследования подчеркивают, что ДЭТА остается одним из наиболее эффективных доступных репеллентов, особенно в тропических и субтропических регионах, где распространены заболевания, переносимые комарами.
Вместо этого результаты показывают, что то, как и когда применяются репелленты, может повлиять на их эффективность.
Если концентрация ДЭТА со временем ослабевает и комары все еще могут питаться, насекомые могут начать ассоциировать запах с удачным приемом пищи. Это может быть особенно актуально для таких продуктов, как обработанная одежда, в которой уровень ДЭТА может постепенно снижаться после длительного использования.
Поддержание постоянного уровня репеллентной защиты может помочь снизить вероятность того, что комары образуют эти изученные ассоциации.
Вместо однократного применения большого количества ДЭТА более частое повторное применение потенциально может обеспечить лучшую защиту, сохраняя репеллент активным.
«Наши результаты подчеркивают важность уделения времени прочтению рекомендаций производителя по дозировке и частоте применения, чтобы гарантировать эффективность продукта», — сказал ведущий автор Клеман Виногер, доктор философии, доцент кафедры биохимии Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни Технологического института Вирджинии. Медицинские новости сегодня.
«Наша работа представляет собой очень специфический экспериментальный сценарий, предназначенный для проверки того, является ли сама молекула ДЭТА отталкивающей — из-за ее токсичности для комаров или того, как комары ее обнаруживают — или же комары интерпретируют эту молекулу, и эта интерпретация может быть изменена предыдущим опытом».
«ДЭТА до сих пор считается золотым стандартом репеллентов, и он очень хорошо отпугивает комаров. Возможная реальная ситуация, которую имитирует наша работа, — это когда комар кусает человека, который давным-давно применял ДЭТА».
«Если количество ДЭТА, оставшегося на коже человека, слишком мало, комар может укусить и узнать связь между наличием ДЭТА и возможностью получения крови. Но мы думаем, что такая ситуация, вероятно, редка, и людям следует продолжать использовать ДЭТА и повторно применять его в соответствии с рекомендациями производителя, чтобы предотвратить это».
– Клеман Виногер, доктор философии
«Предотвращение укусов — наша первая линия защиты от болезней, переносимых комарами», — сказал Винаугер.
«В индивидуальном или домашнем масштабе простые вещи, такие как удаление горшков с растениями со стоячей водой и любых емкостей, которые могут удерживать воду, в которые комары могут откладывать яйца, или установка сетчатых экранов перед нашими окнами, могут многое сделать», — добавил он.
«Кроме того, использование репеллентов от насекомых, в том числе продуктов на основе ДЭТА, также может отпугивать комаров. Есть и другие молекулы, которые часто используются в репеллентах, которые также очень эффективны — например, пикаридин», — посоветовал он.
«Если вы живете или путешествуете в район, где комары переносят заболевания, вам необходимо максимально защитить себя. Комары по-прежнему убивают сотни тысяч людей каждый год, передавая смертельные патогены», — сказал исследователь.
Понимание того, как комары адаптируются
Исследование основано на многолетних исследованиях обучения и сенсорного поведения комаров. Лаборатория Винаугера в Технологическом институте Вирджинии исследует, как комары используют обоняние, зрение и память, чтобы находить хозяев и адаптироваться к изменяющейся окружающей среде.
Предыдущая работа группы показала, что комары способны запоминать и
«Мы не были особенно удивлены скоростью, с которой они научились связывать ДЭТА и награду, потому что наша предыдущая работа показала, что одни и те же виды могут научиться ассоциировать другие запахи тела — например, молочную кислоту, октенол — с вознаграждением крови всего за три испытания, и этого было достаточно, чтобы у них сформировались долгосрочные воспоминания об этой ассоциации», — сказал Винаугер. МНТ.
«Что примечательно в настоящем исследовании, так это то, насколько комары научились «любить» ДЭТА и даже предпочли руку добровольца, распыленную ДЭТА, необработанной руке того же добровольца, а это означает, что присутствие ДЭТА увеличило привлекательность этого человека-хозяина», — добавил он.
«Опять же, наш экспериментальный план наиболее близок к сценарию, в котором кто-то имеет следы ДЭТА на коже, кусает комар и узнает, что ДЭТА, в конце концов, не так уж и плох. Но мы не моделировали это в точности: в наших анализах комары подвергались воздействию высоких концентраций ДЭТА только после того, как начали питаться».
– – Клеман Виноже, доктор философии
Как популяция комаров
«Эта работа подчеркивает важность лучшего понимания сенсорной биологии, поведения и когнитивных способностей комаров для разработки новых репеллентов, а не более дорогостоящего и трудоемкого подхода, состоящего из тестирования сотен веществ на предмет их потенциальной эффективности», — сказал нам Винаугер.
«Диверсификация нашего арсенала против комаров поможет снизить риск того, что комары станут устойчивыми, безразличными или перехитрит наши стратегии борьбы», — заключил он.