Proces rozmnażania u komarów da się powstrzymać poprzez dezaktywację ich plemników - wynika z nowego badania przeprowadzonego przez specjalistów z Kalifornii. Poprzez wprowadzenie zmian w białkach regulujących te procesy, owady tracą możliwość zapładniania jaj. Naukowcy chcą wykorzystać tę metodę do kontroli populacji komarów, które roznoszą poważne choroby.
Jak wyjaśnia Światowa Organizacja Zdrowia, komary przyczyniają się do śmierci setek tysięcy ludzi każdego roku - znacznie więcej niż jakiekolwiek inne zwierzęta. Owady te są roznosicielami wielu poważnych chorób, w tym malarii, dengi i czikunguni. Z tego powodu naukowcy od lat szukają jak najskuteczniejszych sposobów kontroli populacji komarów, co spowolniłoby rozprzestrzenianie się chorób i uratowało tysiące ludzi. Na łamach czasopisma "PLOS ONE" przedstawiona została nowa, potencjalna metoda walki z uciążliwymi owadami.
Skomplikowany proces zapłodnienia
Do przeprowadzenia badania naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside wykorzystali 200 samców komarów brzęczących (Culex pipiens) - pospolitego gatunku występującego w krajach strefy tropikalnej, subtropikalnej i umiarkowanej, w tym w Polsce. Jest on potencjalnym nosicielem wirusa gorączki Zachodniego Nilu. Badacze wyodrębnili z ich dróg rodnych wystarczającą ilość plemników, aby można było je wykorzystać do badania spektrometrii masowej. Na tej podstawie zespół przeanalizował pełen skład białkowy owadzich komórek płciowych.
Następnie naukowcy skupili się na poszukiwaniu cząsteczek odpowiedzialnych za aktywowanie męskich komórek płciowych. Jak tłumaczy Cathy Thaler, główna autorka badania, podczas godów samce komarów wprowadzają nieaktywne, nieruchome plemniki do dróg rodnych samic. Muszą one samodzielnie dotrzeć do komórek jajowych, w czym pomagają im wicie, czyli ruchome "ogony". Za ich aktywację odpowiedzialne są białka wydzielane podczas ejakulacji - to właśnie one stały się celem badaczy.
- Bez tych białek plemniki nie mogą wniknąć do jaj. Pozostaną nieruchome i w końcu się rozpadną - wyjaśnia Richard Cardullo, współautor badania.
Wcześniej zespół badawczy ustalił, że do ruchu plemniki potrzebują jonów wapnia. - Teraz możemy zajrzeć do stworzonego przez nas profilu białek, znaleźć te z kanałów wapniowych i zaprojektować eksperymenty mające na celu wywołanie zmian w tych strukturach - dodaje Cardullo.
Kontrola, nie eliminacja
Dezaktywacja białek może w przyszłości posłużyć do kontroli populacji komarów. Jak wyjaśniają naukowcy, metoda ta jest bardziej przyjazna dla środowiska niż wiele innych środków, jakie wykorzystujemy w walce z uciążliwymi komarami.
- Zrezygnowaliśmy z masowego rozpylania pestycydów, ponieważ zabijają wszystkie owady, pożyteczne i szkodniki, a ponadto szkodzą innym zwierzętom - komentuje Thaler.
Autorzy podkreślają, że konieczna jest kontrola populacji komarów, a nie jej całkowita eliminacja. Nawet jeśli unieruchomienie plemników byłoby skuteczne u wszystkich komarów, ich eksterminacja wcale nie byłaby pożądana.
- Komary to najbardziej zabójcze zwierzęta na Ziemi - tłumaczy Cardullo. - Ale chociaż przeważająca liczba ludzi ich nienawidzi, większość ekologów sprzeciwiłaby się planowi ich całkowitego wyeliminowania. Odgrywają one ważną rolę w łańcuchu pokarmowym - dodaje.
Zespół ma nadzieję, że metoda regulacji płodności komara brzeczącego będzie skuteczna także w przypadku innych gatunków. W miarę nasilania się zmian klimatycznych wiele komarów, w tym przenoszące malarię widliszki - rodzaj muchówek z rodziny komarowatych, przemieszcza się coraz bliżej strefy klimatów umiarkowanych, w tym do Europy.
Źródło: University of California - Riverside, WHO
Źródło zdjęcia głównego: Adobe Stock