Ein Forscherteam der Group of Neural Circuit an der Graduate School of Science der Nagoya University in Zentraljapan hat eine neue Methode entwickelt, die helfen könnte, Mückenpopulationen zu kontrollieren. Das lästige Summen, das Mücken beim Fliegen machen, inspirierte diese Technik.
Mücken sind nicht nur an lauen Sommerabenden eine Plage für draußen sitzende Menschen. Sie verbreiten auch tödliche Krankheiten, die jedes Jahr Tausende von Menschen töten, darunter Dengue, Malaria und das Zika-Virus. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die Mückenpopulationen auf der ganzen Welt zu reduzieren. Leider haben häufig verwendete Insektizide im Laufe der Zeit an Wirksamkeit verloren, da Mücken Resistenzen entwickelt haben. Sie wirken sich auch negativ auf die Umwelt aus. Daher werden alternative Methoden zur Mückenbekämpfung benötigt.
Eine vielversprechende Methode zur Bekämpfung von Moskitos nutzt ihre vielleicht lästigste Eigenschaft – ihr schrilles Summen. Frauen erzeugen dieses Geräusch, wenn sie herumfliegen und nach Blutquellen suchen. Männliche Mücken lauschen speziell auf dieses charakteristische hohe Geräusch. Wie Antennen geformt, vibrieren die männlichen Mückenohren mit der gleichen Frequenz wie die Flügel der weiblichen Mücke. Wenn ein Weibchen vorbeifliegt, erkennen die Ohren des Männchens diese Frequenz und schwingen mit und senden ein Signal an ihr Gehirn, das ihnen hilft, einen potenziellen Partner zu identifizieren.
Ein Forscherteam der Universität Nagoya unter der Leitung von Dr. Matthew Su und Professor Azusa Kamikouchi testete, ob sie das Paarungsverhalten von Mücken kontrollieren können, indem sie die Frequenz ändern, mit der männliche Mücken zuhören. Indem sie die Ohren der männlichen Mücken „verstimmen“ ließen, versuchten sie, ihr Paarungsverhalten zu beeinflussen.
„Viele Labors auf der ganzen Welt versuchen, Mücken davon abzuhalten, Menschen zu stechen“, erklärte Dr. Su. „In unserem Labor verfolgen wir jedoch einen etwas anderen Ansatz. Was wäre, wenn diese Weibchen, die Menschen beißen, überhaupt nicht geboren würden?
Um ihre Theorie einer geräuschbasierten Methode zur Paarungskontrolle für Mückenpopulationen zu testen, identifizierte das Team zunächst die Beteiligung des wichtigsten Neurotransmitters Serotonin am Gehörsystem des Insekts. Serotonin spielt eine wichtige Rolle im Nervensystem und im Gehirn verschiedener Tiere und beeinflusst eine Vielzahl von Verhaltensweisen.
Nach dem Nachweis von Serotonin im Hörsystem der Mücken bestand der nächste Schritt des Teams darin, den Serotoninspiegel zu manipulieren. Dazu verwendeten sie eine Methode namens „Laser-Doppler-Vibrometrie“. Dabei wird ein Laser als hochempfindliches Messinstrument verwendet, um Veränderungen in den nanoskaligen Schwingungen von Mückenohren nach Exposition gegenüber Serotonin-verwandten Verbindungen zu erkennen.
Die Forscher entdeckten, dass nach der Fütterung von Mücken mit einer serotoninhemmenden Verbindung die Vibrationsfrequenz der männlichen Ohren abnahm. Als sie den Moskitos Glukose verabreichten, die mit einer Verbindung versetzt war, die Serotonin hemmte, wurden sowohl der Frequenzbereich, auf den die Moskitos reagierten, als auch ihre Reaktion selbst reduziert.
Der nächste Schritt in der Entwicklung einer möglichen auditiven „Geburtenkontrolle“ wird die Identifizierung der genauen Rezeptoren umfassen, die für die Abstimmung der Ohren von Mücken verantwortlich sind. Dies könnte es Forschern ermöglichen, zielgerichtete Verbindungen zu verabreichen, um das Paarungsverhalten zu stören. „Mein Traum ist es, ein sehr spezifisches Ziel zu finden, vielleicht sogar ein spezifisches Ziel für Moskitos“, sagte Dr. Su. „Dann könnten wir andere Arten unberührt lassen.“
Die Studie wurde veröffentlicht in Grenzen in der Physiologie.
Mehr Informationen:
Yifeng YJ Xu et al, Serotonin-Modulation im männlichen Ohr von Aedes aegypti beeinflusst das Gehör, Grenzen in der Physiologie (2022). DOI: 10.3389/fphys.2022.931567