Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Sivrisinekler, emecek kan bularak hastalık yayma konusundaki inanılmaz yetenekleri nedeniyle dünyanın en ölümcül hayvanları arasındadır.  Bilim insanlarından oluşan bir ekip, sivrisineklerin kızılötesi algılama kullanarak ısı imzalarımızı algılayabileceklerini keşfetti. İnsan derisiyle yaklaşık aynı sıcaklıktaki bir kaynaktan gelen kızılötesi radyasyon, sivrisineklerin arayabileceği konakçı sayısını iki katına çıkarabilir. Deneylerinde sivrisinekler, sadece vücut kokusu ve karbondioksit (CO2) içeren kaynağın aksine, ezici bir çoğunlukla vücut ısısı içeren kaynağa yöneldi. Sivrisineklerin soluduğumuz karbondioksitin kokusunu alabildiklerini zaten biliyorduk, ancak bu onların insan avlarını takip etmelerine yardımcı olan bir başka araç olabilir. Keşif, 21 Ağustos'ta Nature dergisinde yayınlanan bir çalışmada açıklanmıştır.

Çalışmanın yazarlarından ve Kaliforniya Üniversitesi, Santa Barbara (UCSB) moleküler biyoloğu Nicolas DeBeaubien yaptığı açıklamada, “Üzerinde çalıştığımız sivrisinek, Aedes aegypti, insan konakçıları bulma konusunda son derece yetenekli” dedi. “Bu çalışma, bunu nasıl başardıklarına yeni bir ışık tutuyor.”

[İlgili: Batı Nil Virüsü vakaları yeniden artıyor: Kendinizi nasıl koruyabilirsiniz?]

Kan algılama

Aedes aegypti sivrisinek türü, yılda 100.000'den fazla Zika, sarı humma, dang humması ve daha fazla vakaya neden olan virüsleri yaymasıyla bilinir. Anopheles gambiae ise sıtmaya neden olan paraziti yaymaktadır. Dünya Sağlık Örgütü'nün tahminlerine göre, sıtma tek başına yılda 400.000'den fazla ölüme neden olmaktadır. 

Erkek sivrisinekler zararsız olsa da, dişiler yumurta gelişimi için kana ihtiyaç duyar. Son 100 yıl boyunca bilim insanları sivrisineklerin konaklarını nasıl bulduklarını belirlemek için zaman ve çaba harcamışlardır. Böceklerin güvendiği tek bir ipucu yok gibi görünüyor. Aslında çeşitli mesafeler boyunca çeşitli duyulardan toplanan çevresel bilgileri entegre ediyorlar.

Çalışmanın ortak yazarı ve UCSB doktora sonrası öğrencisi Avinash Chandel yaptığı açıklamada, “Bunlar arasında soluduğumuz nefesten gelen CO2, kokular, görme, cildimizden gelen [konveksiyon] ısı ve vücudumuzdan gelen nem yer alıyor” dedi. “Ancak, bu ipuçlarının her birinin sınırlamaları vardır.” 

Sivrisineklerin görme yetisi zayıftır. Ayrıca, bir insan konağından gelen hızlı hareket ya da güçlü bir rüzgar bile izlerini kaybettirebilir. Bu çalışmayı yürüten ekip, daha güvenilir bir yön işareti oluşturup oluşturamayacaklarını merak etti. 

Biraz ısı eklemek

Sivrisinekler yaklaşık dört inç içinde derimizden yükselen ısıyı algılayabilir ve aynı zamanda konduklarında deri sıcaklığımızı doğrudan algılayabilirler. Bu iki duyu, üç tür ısı transferinden ikisine karşılık gelir. Birincisi, ısının hava gibi bir ortam tarafından uzaklaştırıldığı konveksiyon. Diğeri ise iletim ya da doğrudan dokunma yoluyla ısıdır. 

Isıdan gelen enerji elektromanyetik dalgalara dönüştürüldüğünde de daha uzun mesafeler kat edebilir. Isı genellikle ışık spektrumunun kızılötesi (IR) aralığındaki dalgalara dönüştürülür. Bu IR dalgaları daha sonra üzerine düştüğü her şeyi ısıtabilir. Çukur engerekler de dahil olmak üzere diğer hayvanlar sıcak avlardan gelen termal IR'yi algılayabilir. 

[İlgili: Sivrisinekleri nasıl kontrol edebiliriz? Spermlerini devre dışı bırakarak]

Ekip, Aedes aegypti'nin aynı IR algılama duyusuna sahip olup olmadığını test etmek için dişi sivrisinekleri bir kafese koydu ve iki bölgede konak arama faaliyetlerini ölçtü. Her bölgede insan kokuları ve insanların soluduğu konsantrasyonda CO2 vardı. Bölgelerden birinde ayrıca cilt sıcaklığındaki bir kaynaktan gelen IR vardı. Bir bariyer, iletim ve konveksiyon yoluyla ısı alışverişini önlemek için kaynağı odadan ayırdı. Ekip daha sonra kaç sivrisineğin sanki bir damar arıyormuş gibi kafeslerin etrafını araştırmaya başladığını saydı.

Deriyle yaklaşık aynı sıcaklıkta olan bir kaynaktan (93 Fahrenheit derece) termal IR eklenmesi, böceklerin konak arama faaliyetini iki katına çıkardı. Ekip, IR kullanımının yaklaşık 2,5 metreye kadar etkili kaldığını keşfetti

DeBeaubien, “Bu çalışmada beni en çok etkileyen şey, IR'nin ne kadar güçlü bir ipucu olduğuydu” dedi. “Tüm parametreleri doğru bir şekilde ayarladığımızda, sonuçlar inkar edilemeyecek kadar netti.”

TRPA1, sivrisineğin IR sensörünün menzilini etkili bir şekilde yaklaşık 2,5 ft'ye kadar genişletiyor.”

Bu ısıyı algılayabildiklerini tespit etmenin yanı sıra ekip, sivrisineklerin bunu yapmak için hangi vücut parçasını ve biyokimyasalları kullandığını da buldu. Her sivrisinek anteninin ucunda, radyasyonu algılamaya iyi adapte olmuş çukur içinde çivi yapıları vardır. Çukur, peg'i iletken ve konvektif ısıdan koruyarak çalışır, böylece yüksek yönlü IR radyasyonu yapıya girebilir ve onu ısıtabilir. Sivrisinek daha sonra kızılötesi radyasyonu algılamak için sıcaklık sensörü olarak çalışan sıcaklığa duyarlı bir protein-TRPA1 kullanır.

Büyüyen bir sorun

İklim değişikliği ve dünya çapında seyahat, Aedes aegypti'nin menzilini tropikal ve subtropikal ülkelerin ötesine genişletmiş, bu da ısırıklarının önlenmesini daha önemli hale getirmiştir. Bu sivrisinekler artık Amerika Birleşik Devletleri'nde daha önce hiç bulunmadıkları yerlerde de mevcuttur. En yüksek konsantrasyonları Florida, Teksas, Arizona ve Kaliforniya'nın bazı bölgelerinde olmakla birlikte Louisiana ve Teksas Körfez Kıyıları, Washington DC, New York, Indiana ve Kentucky'de de bulunmaktadır.

[İlgili: İskoçya'da aniden çok fazla sivrisinek oldu].

Bu çalışma sivrisinek popülasyonlarını bastırmaya yönelik yöntemlerin geliştirilmesine yardımcı olabilir. Bunun bir yolu, sivrisinek tuzaklarını daha etkili hale getirmek için insan derisinin sıcaklığına yakın termal kaynakları tuzaklara dahil etmek olabilir. Bulgular ayrıca bol giysilerin ısırıkları önlemeye neden yardımcı olduğunu açıklamaya da yardımcı oluyor. Sivrisineklerin cilde ulaşmasını engellerken, IR'nin cildimiz ve giysilerimiz arasında dağılmasına izin verir, böylece sivrisinekler bunu algılayamaz. 

DeBeaubien, “Küçücük boyutlarına rağmen, sivrisinekler diğer tüm hayvanlardan daha fazla insan ölümünden sorumludur” dedi. “Araştırmamız sivrisineklerin insanları nasıl hedef aldığına dair anlayışı geliştiriyor ve sivrisinek kaynaklı hastalıkların bulaşmasını kontrol altına almak için yeni olanaklar sunuyor.”

Kaynak: www.popsci.com