A Georgia Institute of Technology és a Massachusetts Institute of Technology kutatói több száz, ember körül keringő szúnyog mozgását követték nyomon, majd mintegy 20 millió adatpont elemzésével olyan matematikai modellt dolgoztak ki, amely képes előre jelezni, miként közelítik meg a nőstény szúnyogok az embert vérszívás céljából.

Az eredmények nemcsak a rovarok viselkedésének első részletes vizualizációját adják, hanem mérhető adatokat is szolgáltatnak a hatékonyabb csapdák és védekezési módszerek fejlesztéséhez, ami különösen fontos, mivel a szúnyogok évente több mint 700 ezer halálesetért felelős betegségeket, köztük maláriát, sárgalázat és Zika-vírust terjesztenek.

Így támadnak a rovarok

A Science Advances folyóiratban közölt tanulmány az Aedes aegypti fajra összpontosított, amely az Egyesült Államok délkeleti részén, Kaliforniában és világszerte számos régióban elterjedt, és elsősorban a nőstény egyedek támadnak vérszerzés céljából. A kutatók háromdimenziós infravörös kamerákkal figyelték meg, hogyan mozognak a szúnyogok különböző tárgyak körül vizuális jelek és szén-dioxid jelenlétében, majd egy kontrollált kamrában egy embert is bevontak a kísérletbe, akinek ruházatát változtatva rögzítették a rovarok röppályáját.

Az adatok alapján a szúnyogok nem azért gyűlnek össze, mert követik egymást, hanem azért, mert mindegyik egyed önállóan reagál ugyanazokra a környezeti ingerekre, így végül ugyanazon a helyen és időben koncentrálódnak.

David Hu, a Georgia Tech gépészmérnöki és biológiai tudományokkal foglalkozó professzora ezt egy zsúfolt bárhoz hasonlította, és úgy fogalmazott, „Olyan ez, mint egy zsúfolt bár. A vendégek nem azért vannak ott, mert követték egymást befelé. Ugyanazok a dolgok vonzzák őket, az italok, a zene és a hangulat. Ugyanez igaz a szúnyogokra is. Nem egy vezetőt követnek, hanem a jeleket, és így történik, hogy ugyanoda érkeznek. Egymás jó másolatai.”

Három különböző helyzet

A kísérletek során három különböző helyzetet vizsgáltak, amelyekben módosították a vizuális célpontokat és a szén-dioxid szintjét. Amikor egy fekete gömböt helyeztek el a térben, az csak akkor vonzotta a szúnyogokat, ha azok már eleve abba az irányba repültek, ráadásul a rovarok a megközelítés után nem maradtak sokáig a közelben.

A ScienceDaily szerint, amikor a fekete tárgyat fehérre cserélték, és közben szén-dioxidot is kibocsátottak, a szúnyogok közelről már képesek voltak azonosítani a forrást, Hu megfigyelése szerint ilyenkor rövid időre megtorpantak, mintha „kétszer is megnéznék”, mielőtt csoportosulnának.

A legerősebb hatás

A legerősebb hatást azonban a fekete tárgy és a szén-dioxid együttes jelenléte váltotta ki, mivel ebben az esetben a szúnyogok tömegesen gyűltek össze, hosszabb ideig a helyszínen maradtak, és megpróbáltak táplálkozni.

Christopher Zuo, aki mesterszakos hallgatóként vett részt a kutatásban, hangsúlyozta: „Korábbi vizsgálatok már kimutatták, hogy a vizuális jelek és a szén-dioxid vonzzák a szúnyogokat, de nem tudtuk, hogyan kombinálják ezeket a jeleket a repülési irány meghatározásakor. Olyanok, mint apró robotok. Csak meg kellett fejtenünk a szabályaikat.”

A vizuális ingerek jelentőségének azonosítása után Zuo saját magán is tesztelte az eredményeket, amikor különböző ruházatban, teljesen fekete, teljesen fehér, illetve vegyes öltözetben állt be a kamrába, miközben karjait kinyújtva tucatnyi szúnyog repkedett körülötte.

A felvételek elemzése azt mutatta, hogy a rovarok úgy kezelték őt, mint bármely más tárgyat, és a legnagyobb csoportok a fej és a váll körül alakultak ki, amelyeket ez a faj leggyakrabban célba vesz, ugyanakkor a hosszú ujjú ruházat és fejfedő miatt csak ritkán csípték meg.

Egy interaktív weboldalt

A kutatócsoport egy interaktív weboldalt is létrehozott, ahol a felhasználók különböző beállítások mellett figyelhetik meg, miként változtatják a szúnyogok irányukat, sebességüket és mozgásukat a vizuális jelek és a szén-dioxid függvényében, sőt akár saját képeket is feltölthetnek célpontként.

A szakemberek szerint az új modell hozzájárulhat a hatékonyabb védekezési stratégiák kidolgozásához, mivel Zuo rámutatott, „Az egyik módszer a szívócsapdák alkalmazása, amelyek folyamatos jelekkel, például állandó szén-dioxid-kibocsátással vagy fényforrással vonzzák a szúnyogokat. A mi kutatásunk azonban azt sugallja, hogy érdemes lehet ezeket időszakosan működtetni, majd bizonyos időközönként aktiválni a szívást, mert a szúnyogok nem maradnak sokáig a célpont közelében, ha a két jel nincs egyszerre jelen.”