Вот что делает вас неуязвимым для комаров
Комары не гоняются друг за другом — их всех привлекают одни и те же невидимые сигналы, ведущие прямо к вам.
После наблюдения за сотнями комаров, кружащих вокруг человека, и анализа примерно 20 миллионов точек данных, исследователи из Технологического института Джорджии и Массачусетского технологического института разработали математическую модель, которая предсказывает, как самки комаров находят людей и приближаются к ним для кормления.
Эта работа впервые дает детальную визуализацию поведения комаров в полете и предлагает измеримые результаты, которые могут улучшить методы отлова и борьбы с ними. Комары — это не просто неприятность. Они распространяют такие заболевания, как малярия, желтая лихорадка и вирус Зика, которые в совокупности приводят к более чем 700 000 смертей каждый год.
Команда также создала интерактивный общедоступный веб-сайт, который позволяет пользователям изучать движение и поведение комаров.
Отслеживание передвижения комаров с помощью 3D-камер
Чтобы изучить, как комары ориентируются в пространстве, исследователи использовали 3D-инфракрасные камеры для наблюдения за реакцией насекомых на визуальные сигналы и углекислый газ вокруг объектов. Затем они поместили человека в контролируемую камеру, изменили цвет его одежды и записали, как комары перемещались вокруг него.
Результаты, опубликованные в журнале Science Advances, были сосредоточены на самках комаров Aedes aegypti (также называемых комарами, переносящими желтую лихорадку), вида, распространенного на юго-востоке США, в Калифорнии и многих регионах мира.
Рои комаров, движимые общими сигналами
Данные свидетельствуют о том, что комары не собираются, следуя друг за другом. Вместо этого каждое насекомое независимо реагирует на одни и те же сигналы окружающей среды, что приводит к тому, что они оказываются в одном и том же месте примерно в одно и то же время.
«Это как переполненный бар», — сказал Дэвид Ху, профессор Школы машиностроения имени Джорджа В. Вудраффа и Школы биологических наук Технологического института Джорджии. «Посетители приходят в бар не потому, что пришли туда по очереди. Их привлекают одни и те же сигналы: напитки, музыка и атмосфера. То же самое происходит и с комарами. Вместо того чтобы следовать за лидером, насекомое следует сигналам и случайно оказывается в том же месте, что и остальные. Они — точные копии друг друга».
Визуальные сигналы и CO2 создают сильное притяжение
Исследователи провели три эксперимента, в которых регулировали визуальные цели и уровни углекислого газа. В первом тесте черный шар привлекал комаров только тогда, когда они уже летели к нему. Достигнув объекта, они, как правило, не оставались рядом и быстро улетали.
Когда черный объект был заменен белым и был введен углекислый газ, комары смогли обнаружить источник, но только на близком расстоянии. Ху наблюдал, как они ненадолго останавливались, как будто «вдвое уставившись», прежде чем собраться вокруг него.
Когда одновременно присутствовали черный объект и CO2, эффект был намного сильнее. Комары собрались в большом количестве, оставались в этом районе и пытались питаться.
«Предыдущие исследования показали, что визуальные сигналы и углекислый газ привлекают комаров. Но мы не знали, как они объединяют эти сигналы, чтобы определить, куда лететь», — сказал Кристофер Цзуо, проводивший исследование в качестве магистранта Технологического института Джорджии. «Они как маленькие роботы. Нам просто нужно было понять их правила».
Эксперименты на людях выявили целевые зоны
После определения важности стационарных визуальных сигналов Цзуо проверил это поведение на себе в камере с комарами. Он был одет в разную одежду, включая полностью черную, полностью белую и их комбинации.
Стоя с вытянутыми руками, он позволил десяткам комаров кружить вокруг себя, в то время как камеры записывали траектории их полета. Данные позже были проанализированы в Массачусетском технологическом институте, чтобы определить наиболее вероятные правила их движения.
Комары вели себя так, как будто Цзуо был просто еще одним объектом. Самые большие скопления комаров образовались вокруг его головы и плеч, именно эти области чаще всего кусают комары этого вида.
В камере Ло был одет в толстовку с длинными рукавами, брюки и головной убор. Он сказал, что его кусали не очень часто.
Интерактивная модель демонстрирует поведение комаров
Созданная командой модель, основанная на данных, и интерактивный веб-сайт демонстрируют, как комары поворачиваются, ускоряются и замедляются в ответ на визуальные сигналы и CO2. Пользователи могут переключаться между различными условиями, включая цвет, углекислый газ, и то, и другое, или ни то, ни другое, и наблюдать за реакцией до 20 комаров. Платформа также позволяет пользователям загружать свои собственные изображения в качестве целей.
Результаты могут улучшить борьбу с комарами
Исследователи считают, что эти данные могут помочь усовершенствовать стратегии борьбы с вредителями.
«Один из способов — использование ловушек-присосок, которые используют постоянные сигналы, такие как непрерывный выброс CO2 или постоянные источники света, для привлечения комаров», — сказал Цзуо. «Наше исследование предполагает, что лучше использовать их периодически, а затем включать всасывание через определенные промежутки времени. Это связано с тем, что комары, как правило, не задерживаются рядом со своей целью, если оба сигнала не используются одновременно».
