Wie Mücken die Chemie Ihres Körpers nutzen, um Sie für ihre nächste Mahlzeit auszuwählen

Apr 26, 2023

Um die uralte Frage zu klären, warum Mücken manche Menschen bei lebendigem Leib fressen, andere aber verschonen, bauten Wissenschaftler in Sambia eine große Freiluftarena und ließen die Gerüche eines halben Dutzends Menschen einfließen, die in nahegelegenen Zelten schlummerten. Sie fanden heraus, dass Mücken, die Malaria übertragen, ebenso wie diejenigen, die Gelbfieber übertragen, von bestimmten Chemikalien angezogen werden, die sich auf der Haut von Menschen befinden.

Sie identifizierten auch ein glückliches Individuum, dessen charakteristischer Körpergeruch relativ unappetitlich zu sein schien, was einen neuen Weg bei der Suche nach Möglichkeiten zur Abwehr von Bissen eröffnete.

Aus nächster Nähe nutzen Mücken visuelle Hinweise und Körperwärme, um ihre Beute zu suchen. Aber wenn sie sich außerhalb der Sichtweite befinden – was mehrere Meter entfernt sein kann – sollen sie Kohlendioxid und andere Chemikalien aufspüren, die im Körpergeruch und im Atem vorkommen. Die genaue Mischung, die Mücken am überzeugendsten finden, ist nach wie vor ein Bereich aktiver Forschung.

Experimente mit Mücken werden typischerweise in relativ kleinen Boxen oder Windkanälen durchgeführt, frei von der aromatischen Kakophonie der echten Natur. Solche Experimente neigen jedoch dazu, die Entscheidungsfindung von Mücken aus nächster Nähe nachzuahmen. Deshalb bauten Wissenschaftler eine riesige Arena, um den menschensuchenden Instinkten von Mücken in der Wildnis auf den Grund zu gehen.

„Ich stelle es mir gerne als die weltweit größte Parfümerie für Mücken vor, in der sie wählen können, welchen Duft sie mögen“, sagte Conor McMeniman, Assistenzprofessor für molekulare Mikrobiologie und Immunologie am Johns Hopkins Malaria Research Institute, der die Studie leitete. veröffentlicht in der Zeitschrift Current Biology.

Mücken sind die tödlichsten Raubtiere des Menschen und übertragen Krankheiten wie Malaria, Gelbfieber und Dengue-Fieber, an denen jedes Jahr mehr als eine halbe Million Menschen sterben.

Anopheles gambiae, eine der Malariaüberträger, ist ein besonders bedrohlicher Jäger. Es gibt verschiedene Schätzungen darüber, wie weit die Mücken fliegen, laut einer Studie aus Westafrika erreichen sie jedoch tendenziell weniger als eine halbe Meile pro Tag. Normalerweise fressen sie gegen Mitternacht und fliegen in die offenen Dachvorsprünge der Häuser. In Sambia sterben jedes Jahr 2.000 Menschen an Malaria.

Es wurde eine hohe Anzahl von Mücken mit einer Mutation gefunden, die gegen Insektizide resistent ist

Um herauszufinden, wie diese Mücken ihre schlafenden Opfer verfolgen, bauten Wissenschaftler eine Testarena im Freien, etwa so groß wie zwei Tennisplätze oder 2.000-mal so groß wie ein typischer Laboraufbau. Sie ließen die Mücken sich an ihr Freiluftlabor gewöhnen. Dann setzten die Forscher alles daran, die richtige Stimmung zu zaubern.

An den in der Arena verstreuten Stationen wurde über Klimakanäle der Strauß verschiedener Menschen transportiert, die in nahegelegenen Zelten schliefen. An jeder Station durchdrangen die eingespeisten Düfte die auf menschliche Körpertemperatur erwärmten Kochplatten, begleitet von Kohlendioxidstößen.

Mit einer Infrarotkamera beobachteten Wissenschaftler, welche Herdplatten zu Mückendiskotheken wurden. Sie fanden heraus, dass Hitze und Kohlendioxid nicht ausreichten, um die Insekten anzulocken, ohne den menschlichen Körpergeruch hinzuzufügen.

„Diese Studie trägt viel bei“, sagte Leslie Vosshall, Neurobiologin und wissenschaftliche Leiterin des Howard Hughes Medical Institute, deren Labor kürzlich herausgefunden hat, dass die Hautchemie darüber entscheidet, ob Menschen Mückenmagnete für eine andere Art sind, Aedes aegypti, die Gelbfieber überträgt .

„Es ist eine andere Mücke – es ist eine viel wichtigere Mücke“, sagte Vosshall über Anopheles gambiae. „Diese Mücke tötet um Größenordnungen mehr Menschen … sie ist ein echter Spitzenräuber des Menschen.“

Sind Sie ein Mückenmagnet? Es liegt an deinem Geruch.

Die Studie ergab, dass die Mücken besonders auf die öligen Sekrete eingestellt waren, die die Haut mit Feuchtigkeit versorgen und sie vor Mikroben schützen. Chemische Verbindungen, sogenannte Carbonsäuren, sind ein starker Anziehungspunkt – sowohl in der neuen Studie als auch in Vosshalls Arbeit mit Aedes aegypti.

Die Forscher stellten jedoch fest, dass eine Person in der neuen Studie relativ unattraktiv war. Ihr charakteristischer Duft enthielt eine ungewöhnlich geringe Menge an Carbonsäuren und einen hohen Anteil an Eukalyptolen, einer Substanz, die in vielen Pflanzen vorkommt, was die Möglichkeit erhöht, dass die Ernährung eine Rolle spielen könnte, sagte McMeniman.

Nachdem die Forscher nun gezeigt haben, dass ihre Testarena funktioniert, planen sie ein viel größeres Experiment, bei dem sie 120 schlafende Menschen in Multiple-Choice-Wettbewerben gegeneinander antreten lassen, um herauszufinden, wer für Mücken unwiderstehlich ist und wer nicht .

Sie hoffen herauszufinden, welche Kombination von Chemikalien eine Person attraktiver macht als andere. Sie werden auch untersuchen, inwieweit Faktoren wie die Ernährung oder die Mikroorganismen auf der Haut von Menschen – das Hautmikrobiom – ihre Attraktivität für Mücken beeinflussen. McMeniman träumt auch davon, eine ähnliche Anlage in den Vereinigten Staaten zu bauen, um andere Mückenarten zu testen, die Krankheiten verbreiten und Gartengrills ruinieren.

Die aus solchen Experimenten gewonnenen Erkenntnisse könnten zu neuen Möglichkeiten zur Abwehr von Mücken führen, möglicherweise durch Veränderung oder Maskierung der Hautchemie.

Aber die Suche nach einer Erklärung dafür, warum Mücken manche Menschen anderen vorziehen, wird sich wahrscheinlich einer einfachen Antwort entziehen. Frühere Experimente ergaben, dass schwangere Frauen eher Mücken anlocken. Alkoholkonsum lockt Mücken an. Die Verwendung bestimmter Seifenarten, selbst wenn sie einen Geruch hinterlassen, der von einer Chemikalie dominiert wird, von der bekannt ist, dass sie Mücken abwehrt, erhöht paradoxerweise die Attraktivität der Menschen für Mücken.

„Was für die Mücke wirklich wichtig ist, ist nicht die Art der Chemikalie, die am häufigsten vorkommt, sondern die chemischen Wechselwirkungen und deren relative Häufigkeit“, sagte Clément Vinauger, Assistenzprofessor für Biochemie an der Virginia Tech. Kürzlich testete er vier häufig verwendete Seifen und stellte fest, dass drei die Attraktivität des Menschen für Aedes aegypti-Mücken steigerten, während eine – einheimisches Duschgel mit Kokosnuss und Vanille – die Attraktivität scheinbar verringerte, wahrscheinlich weil Mücken Kokosöl nicht mögen.

„Die kurze Antwort lautet“, sagte Vinauger, „es ist ein komplexes Problem.“