Prompt na het ruiken van CO2 schiet het visuele systeem van muggen in werking, schrijven onderzoekers. ‘Waar kan ik mijn maaltje halen?’
We zijn ze liever kwijt dan rijk; muggen. Hun gezoem is niet alleen om knettergek van te worden, als ze je te pakken krijgen, is je minste zorg een jeukende bult. Dat vrouwtjesmuggen hun bloedmaal aan de hand van de blijkbaar aantrekkelijke geur van onder meer koolstofdioxide (CO2) in je adem opspeuren, wisten we al. Maar hoe dat proces precies in zijn werk gaat, dat is minder duidelijk.
Een nieuwe studie van onderzoekers aan de Washington-universiteit suggereert dat het ruiken van CO2 veranderingen in het muggenbrein teweeg brengt. Hierdoor zou het zicht van de letterlijk bloeddorstige insecten op scherp komen te staan, zo schrijven de onderzoekers in vakblad Current Biology.
Lees ook:
Vlieggedrag
Eerder ontdekten de onderzoekers al dat het ruiken van CO2 het visuele systeem van muggen aanzwengelde. In deze studie keken ze verder naar hoe de stof, die natuurlijk duidt op de aanwezigheid van een mens of ander warmbloedig prooidier, het gedrag en het brein van muggen precies beïnvloedt.
Dat deed het team aan de hand van gedragsexperimenten op zo’n 250 vrouwelijke denguemuggen (Aedes aegypti). Om en om werden de insecten in het midden van een cirkelvormige container bevestigd aan een draad, waar vervolgens hun vlieggedrag met optische sensoren gemeten werd.
De experimentele opstelling. De diameter van de container bedroeg bijna 18 centimeter. © Kiley Riffell/University of Washington
Bewegende prooi
Zo keek het team hoe de muggen reageerden op CO2 en een reeks aan visuele stimuli. Wat bleek; een seconde durende luchtstroom met een koolstofdioxidepercentage van 5 procent – mensen ademen gemiddeld ongeveer 4,5 procent CO2 uit – maakte dat de muggen sneller met hun vleugels sloegen.
Sommige visuele stimuli, geprojecteerd op het LED-scherm aan de binnenkant van de container, zoals een snel bewegende sterrenhemel, leken geen effect op de muggen te hebben. Een horizontaal bewegende staaf had dat wel; de muggen probeerden ernaartoe te vliegen en flapperden wederom harder met hun vleugels.
De experimentele opzet (links) en de verschillende visuele stimuli (rechts). © Kiley Riffell/University of Washington
Maar het was de combinatie die het samenspel van reuk en zicht van de insecten op zoek naar hun maaltje duidelijk maakte. De reactie van de muggen op de bewegende staaf nam duidelijk toe wanneer de onderzoekers eerst CO2 de container in bliezen. “Als de muggen CO2 ruiken, keren ze zich sneller en vastberadener naar het object in hun blikveld, dan zonder het gas”, legt hoofdauteur Jeffrey Riffell uit.
Breinactiviteit
Met gemodificeerde aegypti, waarbij cellen met veel calciumionen (zoals bij heel actieve, hevig vurende neuronen) oplichtten, onderzocht het team de effecten van de prikkels op het muggenbrein. Bij het zien van de staaf lichtte tweederde van de cellen op in een hersenregio dat een rol speelt bij zicht. Met CO2 steeg de activiteit van die cellen met 23 procent.
Muggen lijken bewegende objecten (lees: prooi) sneller en vastberadener te volgen als ze koolstofdioxide geroken hebben. © Kiley Riffell/University of Washington
Muggenexpert Bart Knols (Radboud Universiteit) vindt de bevindingen vernieuwend. “Dat muggen zowel visie als geur gebruiken om mensen te lokaliseren was reeds bekend, maar dit onderzoek laat zeer elegant zien hoe het muggenbrein informatie van beide sensorische inputs verwerkt”, aldus Knols. “Dat het ene de switch is voor het andere is zeer interessant en vernieuwend.”
Uiteindelijk moet de studie helpen manieren te vinden de insecten aan te pakken. “Wellicht dat dit soort kennis op termijn kan bijdragen aan het ontwikkelen van slimme valsystemen”, oppert Knols. Maar wanneer het zover is, dat is nog onduidelijk.
Bronnen: Current Biology, EurekAlert!
Beeld: Kiley Riffell/University of Washington
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!