מדענים מאוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה גילו כי יתושי Aedes aegypti משתמשים בקרינת אינפרא-אדום כדי לשפר את יכולותיהם לאתר מארחים, בנוסף לרמזים כמו פחמן דו-חמצני וריחות. גילוי זה מוסיף להבנת התנהגות היתושים ומציע אפשרויות חדשות לפיתוח שיטות לשליטה ביתושים.
מדענים מאוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה גילו כי יתושי Aedes aegypti משתמשים בקרינת אינפרא-אדום, נוסף על רמזים אחרים, לאיתור מארחים. גילוי זה עשוי להוביל לשיטות משופרות לשליטה ביתושים ולעזור בצמצום העברת מחלות כמו דנגה ומלריה.
בעוד שרבים רואים בעקיצות יתושים מטרד זמני, בחלקים מהעולם הן גורמות לבעיות חמורות ואף קטלניות. מין היתוש Aedes aegypti מפיץ וירוסים הגורמים ליותר מ-100 מיליון מקרים של דנגה, קדחת צהובה, זיקה ומחלות אחרות מדי שנה. מין נוסף, Anopheles gambiae, מפיץ את הטפיל הגורם למלריה. לפי הערכות ארגון הבריאות העולמי, מלריה לבדה גורמת ליותר מ-400,000 מקרי מוות בשנה. יכולתם של היתושים להעביר מחלות זיכתה אותם בתואר “בעל החיים הקטלני ביותר”.
בעוד שהיתושים הזכרים אינם מזיקים, נקבות היתושים זקוקות לדם כדי לפתח את ביציהן. במשך למעלה ממאה שנה, מדענים חוקרים את הדרכים שבהן היתושים מאתרים את מארחיהם. לאורך הזמן התגלה כי היתושים אינם מסתמכים על רמז אחד בלבד, אלא משלבים מידע ממספר חושים שונים הנמצאים בטווחי מרחק שונים.
פריצת דרך במחקר על חושי היתושים
מחקר חדש שנערך באוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה חשף חוש נוסף שבו משתמשים היתושים כדי לאתר את מארחיהם: גילוי קרינת אינפרא-אדום. קרינה זו, שמגיעה ממקור בטמפרטורה הקרובה לזו של עור האדם, הכפילה את התנהגות החיפוש של היתושים כאשר שולבה עם פחמן דו-חמצני וריח גוף אנושי. היתושים התקדמו בעקביות לעבר מקור האינפרא-אדום, והחוקרים גילו גם היכן ממוקם גלאי האינפרא-אדום וכיצד הוא פועל מבחינה מורפולוגית וביוכימית. תוצאות המחקר פורסמו בכתב העת Nature.
“היתוש שאנחנו חוקרים, Aedes aegypti, מיומן במיוחד באיתור בני אדם,” אמר ניקולס דבוביין, מחבר-שותף למחקר, דוקטורנט לשעבר וחוקר פוסט-דוקטורט במעבדתו של פרופ’ קרייג מונטל באוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה. “העבודה הזו מוסיפה תובנות חדשות על הדרך שבה הם משיגים זאת.”
הסתמכות על קרינת אינפרא-אדום
יתושים כמו Aedes aegypti משתמשים במספר רמזים כדי לאתר מארחים ממרחק. אלה כוללים פחמן דו-חמצני מנשיפתנו, ריחות, ראייה, חום שמגיע מהעור שלנו ולחות מגופנו. עם זאת, כל אחד מהרמזים הללו מוגבל ביכולתו. ליתושים יש ראייה גרועה, ותנועה מהירה של המארח או רוח חזקה יכולים לשבש את יכולתם לעקוב אחר רמזים כימיים. החוקרים תהו אם יתושים יכולים לזהות רמז אמין יותר, כמו קרינת אינפרא-אדום.
היתושים יכולים לזהות את החום הנפלט מהעור שלנו במרחק של כ-10 ס”מ, והם גם יכולים לחוש בטמפרטורת העור כאשר הם נוחתים עליו. חושים אלה תואמים לשני סוגי העברת חום: הסעה (חום המועבר על ידי האוויר) ומגע (חום שמועבר במגע ישיר). עם זאת, חום יכול לעבור למרחקים גדולים יותר כאשר הוא מומר לגלי קרינה אלקטרומגנטית, בדרך כלל בטווח האינפרא-אדום. קרינה זו יכולה לחמם כל עצם שהיא פוגעת בו. צוות החוקרים תהה אם יתושים, כמו Aedes aegypti, יכולים לזהות קרינה זו גם כן.
הבנת מנגנוני חישת אינפרא-אדום ביתושים
החוקרים הניחו יתושות בכלוב ומדדו את פעילותן בחיפוש אחר מארחים בשני אזורים. בכל אזור היתושים נחשפו לאותן רמות של ריח גוף ופחמן דו-חמצני, אך רק אחד מהאזורים נחשף גם לקרינת אינפרא-אדום ממקור בטמפרטורה של עור האדם. המחסום מנע מעבר חום בהסעה או מגע. הוספת קרינת אינפרא-אדום ממקור בטמפרטורה של 34 מעלות צלזיוס הכפילה את פעילות החיפוש של היתושים. החוקרים גילו שקרינת האינפרא-אדום יעילה עד לטווח של כ-70 ס”מ (2.5 רגל).
“הדבר שהכי הפתיע אותי בעבודה הזו הוא עד כמה קרינת האינפרא-אדום הייתה רמז חזק,” אמר דבוביין. “ברגע שהצלחנו להתאים את כל הפרמטרים, התוצאות היו ברורות לגמרי.”
מחקרים קודמים לא הצליחו להבחין בהשפעה של קרינת אינפרא-אדום על התנהגות היתושים, אך פרופ’ קרייג מונטל, המחבר הראשי של המחקר, משער שזה נובע משיטות המחקר הקודמות. ניסויים שבודקים רק את השפעת קרינת האינפרא-אדום ללא רמזים אחרים לא מעוררים פעילות חיפוש אחר מארחים. “רק בשילוב עם רמזים אחרים, כמו רמות גבוהות של פחמן דו-חמצני וריח גוף אנושי, קרינת האינפרא-אדום משפיעה,” אמר מונטל.
זיהוי אינפרא-אדום על ידי יתושים
יתושים אינם יכולים לזהות קרינת אינפרא-אדום באותו אופן שהם מזהים אור נראה, מאחר שאנרגיית האינפרא-אדום חלשה מכדי להפעיל את חלבוני הרודופסין הרגישים לאור בעיניים. קרינה אלקטרומגנטית באורך גל ארוך מ-700 ננומטר לא מפעילה את הרודופסין, ואור באינפרא-אדום הנפלט מחום הגוף שלנו הוא בערך באורך גל של 9,300 ננומטר. אך קיימת דרך אחרת לזהות את הקרינה.
החוקרים מצאו כי קצות המחושים של היתושים כוללים נוירונים הרגישים לחום, וכי הסרת קצות המחושים ביטלה את יכולתם של היתושים לזהות קרינת אינפרא-אדום. בנוסף, נמצא כי חלבון TRPA1 ממוקם בקצות המחושים ומאפשר זיהוי הקרינה.
תובנות ביוכימיות
פעילותו של החלבון TRPA1 לא מסבירה לחלוטין את היכולת לזהות קרינת אינפרא-אדום למרחקים גדולים יותר. החוקרים מצאו כי חלבוני רודופסין Op1 ו-Op2, הממוקמים באותם נוירונים כמו TRPA1, יכולים להגביר את הרגישות לזיהוי הקרינה, ומאפשרים ליתושים לזהות את הקרינה גם במרחקים גדולים יותר.
השלכות על בריאות הציבור
חצי מאוכלוסיית העולם נמצאת בסיכון למחלות שמועברות על ידי יתושים, וכמיליארד אנשים נדבקים מדי שנה. שינויי אקלים ונסיעות בינלאומיות הרחיבו את אזורי התפוצה של Aedes aegypti, וכיום הם נמצאים גם באזורים חדשים, כמו קליפורניה.
התגלית עשויה לשפר שיטות להדברת יתושים. לדוגמה, שילוב קרינת אינפרא-אדום במ
התגלית עשויה לשפר שיטות להדברת יתושים. לדוגמה, שילוב קרינת אינפרא-אדום במלכודות יתושים עשוי להפוך אותן ליעילות יותר, בכך שהן מודדות את טמפרטורת העור האנושי וימשכו את היתושים בצורה יעילה יותר. נוסף על כך, הממצאים עוזרים להבין מדוע בגדים רפויים מהווים הגנה טובה נגד עקיצות יתושים – הם לא רק חוסמים את הגישה לעור, אלא גם מפזרים את קרינת האינפרא-אדום הנפלטת מהעור, כך שהיתושים מתקשים לזהות את הרמז החום.
“למרות גודלם הקטן, יתושים אחראים ליותר מקרי מוות בקרב בני אדם מאשר כל בעל חיים אחר,” אמר דבוביין. “המחקר שלנו משפר את ההבנה של האופן שבו יתושים מזהים בני אדם ומציע אפשרויות חדשות לשליטה במחלות שמועברות על ידי יתושים.”
עוד בנושא באתר הידען:
