За оцінками Всесвітньої організації охорони здоров’я, в 2020 році майже половина населення світу піддавалася ризику зараження малярією, а близько 627 000 осіб померли від цієї хвороби.
Хоч незабаром і може з’явитися вакцина проти малярії (торік ВООЗ рекомендувала вакцину для дітей), ця хвороба є лише одним з декількох захворювань, що переносяться комарами. І загальна кількість інфекцій, пов’язаних з комарами, неминуче зростатиме, оскільки зміна клімату збільшує їх популяцію.
Таким чином, щоб зменшити кількість випадків малярії та інших хвороб, що переносяться комарами, нам необхідно продовжувати розробку ефективних засобів боротьби з ними.
Комарі спаровуються на льоту. Самець знаходить самку, по слабкому звуковому сигналу. Якщо самець самку не почує спаровування не відбудеться. Таким чином розмноження комарів у вирішальній мірі залежить від їх слуху.
Вчені вивчили поведінку комарів, що викликають малярію (вид Anopheles gambiae), щоб зрозуміти, як самці прислухаються до самок, щоб знайти собі пару.
Механізм слуху у комарів унікальний. Вуха обох статей майже глухі до звуків польоту один одного – частоти, на яких розташовуються звуки, що видаються в польоті, просто занадто високі, щоб їх можна було почути. Щоб почути один одного, вони запозичують трюк з фізики.
Коли чоловічі і жіночі тони польоту об’єднуються в вусі комара, вони створюють більш низькочастотні – і, отже, чутні – “фантомні тони”, звані продуктами спотворення. Вони існують тільки всередині комариного вуха і не можуть бути почуті або записані поза ним.
Таким чином, самцеві комара потрібно летіти, щоб почути самку. І його власний тон польоту повинен бути в межах певного частотного діапазону, щоб генерувати чутні продукти спотворення з конкретною самкою.
Дослідники записували звуки польоту (або “помахи крил”) комарів в інкубаторах, оснащених високочутливими мікрофонами. Ці експерименти включали спостереження 100 самців і 100 самок в окремих інкубаторах, і за інкубатором з 50 комарами кожної статі.
- Інтерактивна мапа дозволить дізнатися, як змінювалися континенти
- Вчені пояснили появу смертоносної аномалії в океані
- Вчені знайшли “крижану мишу” епохи динозаврів
Вчені виявили, що самці комарів щодня змінювали тон свого польоту. Змахуючи крилами приблизно в 1,5 рази швидше, ніж самки, самці оптимізують свою здатність виявляти одиночну самку в численних роях.
Більше десяти років тому вчені описали акустичну взаємодію між самцями і самками як “гармонійну конвергенцію”. Хоча вони визначили таке ж співвідношення помахів крил, яке дозволяє комарам протилежної статі чути один одного (еквівалентно 1,5 помахів крил самця до одного помаху крил самки), нинішнє дослідження показало, що це відбувається за замовчуванням і насправді не вимагає ніякої взаємодії між статями.
Примітно, що вчені виявили, що в сутінках самці змахують крилами швидше, ніж в інший час дня. Це має сенс, тому що у комарів Anopheles gambiae самці переважно літають в сутінках, коли вони утворюють шлюбні зграї — часто вони складаються з 1000 комарів і більше.
Ці рої час від часу налітають на самок. Як ви розумієте, знайти партнера для спарювання непросто.
Збільшення частоти помахів крил самців в сутінках змінює частоту продуктів спотворення, які стають більш чутними для чоловічого вуха, ніж ті, які створюються в інший час доби. Таким чином, регулюючи помах крил в рої, вони краще чують самок і збільшують свої шанси знайти підходящу для спарювання.
Більш швидке змахування крилами, ймовірно, буде енерговитратним для самців, тому вони обмежують цю поведінку часом роїння.
Так що це все означає? Буде важливо відтворити аналогічні експерименти за межами лабораторії, особливо серед роїв комарів в їх природному середовищі існування. Проте ці результати відкривають нові можливості для вивчення еволюційної екології слуху, унікальної слухової системи комарів та поведінки комарів у більш широкому сенсі.
Вони також можуть внести свій внесок у зусилля по боротьбі з комарами. В рамках програм боротьби з переносниками мутантні самці будуть випущені в дику природу, щоб скоротити місцеві популяції комарів. Мутанти генетично модифіковані таким чином, що при спарюванні з самкою потомство стає нежиттєздатним і вмирає.