من بين أكثر من 3000 نوع من البعوض في العالم، تطور عدد قليل فقط ليتخصص في امتصاص دم الإنسان.
لا يُعرف حاليًا كيف يتعقبنا البعوض الذي يلدغ البشر بشكل فعال، لكنه مهم، لأنه لا يجعلنا نشعر بالحكة فقط. فقد تحمل البعوضة أمراضًا خطيرة مثل زيكا وحمى الضنك وفيروس غرب النيل والملاريا التي يمكن أن تكون مميتة.
في الواقع، يمكن أن يؤدي إيقاف هذه الحشرات المزعجة في مسارها إلى إنقاذ أرواح ما يصل إلى نصف مليون شخص بسبب تلك الأمراض كل عام.
قالت كارولين “ليندي” ماكبرايد، الأستاذة المساعدة في علم البيئة وعلم الأحياء التطوري في معهد برينستون لعلوم الأعصاب في نيو جيرسي: “في كل حالة من تلك الحالات التي تطورت فيها البعوضة لتلدغ البشر – وهو ما حدث مرتين أو ثلاث مرات فقط – تصبح نواقل مرضية سيئة”.
لهذا السبب تريد أن تفهم كيف يعثرون على البشر ويستهدفونهم.
البعوض يستطيع أن يشمنا
قالت ماكبرايد، التي يركز مختبرها على أنواع بعوض الزاعجة المصرية التي تطورت لتلدغ البشر على وجه التحديد: “يختار البعوض في الغالب ما يعضه بناءً على الرائحة”.
إناث البعوض فقط تمتص الدم لأنها تحتاجه لإنتاج بيضها. إن معرفة كيف تقوم أنثى بعوضة تحمل مرضًا بشم شخص ما، بينما تتجاهل الحيوانات ذوات الدم الحار الأخرى، هو سؤال أساسي.
قال كريستوفر بوتر، الأستاذ المشارك في علم الأعصاب في مركز البيولوجيا الحسية بجامعة جونز هوبكنز، إنه بمجرد أن يصبح هذا معروفًا بشكل أفضل، يمكن صنع مواد طاردة أكثر فاعلية – أو طُعم لإغراء البعوض بعيدًا عن البشر – لإنقاذ الأرواح.
وأضاف بوتر، الذي يدرس بعوضة أخرى خاصة بالبشر، هي أنوفيليس، والتي تحمل الملاريا، أنه إذا تمكن العلماء من التحكم في حاسة الشم لديهم، “يمكننا حقًا التحكم في ما يفعله هذا البعوض”.
روائحنا معقدة
ليس من السهل الإجابة عن هذا السؤال، لأن رائحة أي كائن تتكون من مئات المركبات الكيميائية المختلطة معًا بنسب محددة.
قالت ماكبرايد، التي تركز بحثها على هذه القضايا: “المواد الكيميائية الفعلية الموجودة في رائحة الإنسان هي في الأساس نفس المواد الكيميائية الموجودة في رائحة الحيوانات – إن النسب والوفرة النسبية لتلك المركبات في الخلائط البشرية هي الفريدة”.
في كل مرة تمر فيها أنثى البعوض الجائعة، تقوم بحسابات كيميائية معقدة في دماغها الصغير، لتميز بين الإنسان، الكلب والزهرة.
مكتبة الروائح
كتب تشيلي تشاو، طالب الدراسات العليا في مختبر McBride ، على Twitter يصف عمل المختبر: “للتحقيق ، قررنا تسجيل النشاط العصبي في دماغ الإناث أثناء تعريضهن لمستخلصات رائحة الإنسان والحيوان الطبيعية”. وقال إن تطوير “الكواشف الجينية وأنظمة توصيل الرائحة والأساليب التحليلية استغرق أربع سنوات”.
أنشأ فريق مختبر McBride مكتبة للتركيب الكيميائي لرائحة الحيوانات. قالت جيسيكا زونج، طالبة الدراسات العليا في مختبر ماكبرايد: “مجموعة البيانات هذه غير موجودة حقًا – لذلك قررنا الخروج وجمعها بأنفسنا”.
جمعت زونج عينات رائحة من حوالي 40 حيوانًا مختلفًا حتى الآن، بما في ذلك الخنزير الغيني والجرذان والسمان وأكثر من ذلك.
برز مركب واحد مشترك
بمقارنة بعض هذه العينات مع 16 عينة بشرية، ظهر شيء ما: “ديكانال”، وهو مركب شائع وبسيط، وفير بشكل خاص في جلد الإنسان.
موجود في كل مكان بالعالم الطبيعي، عند البشر، يأتي ديكانال من مركب آخر أكثر تعقيدًا. بحثت زونج في المحفوظات وعثرت على بحث من السبعينيات (تم إجراء الكثير منه في الأصل للعثور على علاج لحب الشباب) التي توضح بالتفصيل كيف عندما يتحلل أحد مكونات زيوت بشرتنا الطبيعية، حمض سابينيك، يتبقى ديكانال. هذا الحمض موجود فقط في البشر. وهذا ما يؤدي على الأرجح إلى المستويات العالية من الديكانال التي تساعد البعوض على شم طريقه إلينا، ولكن هناك المزيد من الدراسات التي يجب القيام بها.
إن فهم ما يستنشقه البعوض ليس سوى جزء من القصة؛ من المهم أيضًا معرفة كيفية قيامهم بذلك. لمعرفة كيف يستخدم البعوض هذا الحاسة بالضبط، قام العلماء بتربية بعوض الزاعجة المصرية المعدل وراثيًا “حتى نتمكن من فتح رؤوسهم الصغيرة ووضعها تحت مجهر ومشاهدة الخلايا العصبية تنطلق عندما تتعرض لرائحة الإنسان والحيوان”.
علم فريق البحث بالفعل أن البعوض يحتوي على حوالي 60 نوعًا مختلفًا من الخلايا العصبية التي تستشعر الروائح، لذلك عندما نظروا في أدمغة الحشرات، اعتقدوا أنهم قد يشهدون الكثير من النشاط. لكنها كانت هادئة بشكل مدهش، مما يعني أن الإشارة ربما كانت بسيطة للغاية، بسبب نوعين فقط من الخلايا العصبية.
قالت ماكبرايد عن هذا العمل: “استجاب نوع واحد من الخلايا العصبية بقوة لكل من البشر والحيوانات. استجاب نوع آخر من الخلايا العصبية لكليهما – لكنها استجابت للإنسان أكثر من الحيوانات”. لذلك قد يكون الأمر بسيطًا مثل مقارنة دماغ البعوضة بنوعين فقط من الخلايا العصبية.
لم يكن هذا النوع من الأبحاث ممكنًا إلا منذ أن أصبحت تقنية دراسة أدمغة البعوض بالتفصيل متاحة، وهو ما حدث مؤخرًا فقط.
وقالت ماكبرايد إن البعوض الذي يستهدف البشر تطور بشكل لا يصدق ليكون قادرًا على القيام بذلك في الخمسة آلاف سنة الماضية فقط، لذا فهو “مثال رائع حقًا للتطور السريع”.
تحمل الزاعجة المصرية، حمى الضنك وزيكا والشيكونغونيا. هذا المخلوق الذي نشأ في أفريقيا من المحتمل أن يكون قد يشق طريقه إلى مجموعته الحالية في جنوب الولايات المتحدة وأمريكا الوسطى والجنوبية على متن سفن العبيد خلال القرن السابع عشر، وفقًا لماكبرايد.
هذه الأمراض مجتمعة تقتل وتصيب الآلاف من الناس كل عام، وهذا هو سبب تسمية البعوض “بالحيوان الأكثر فتكًا في العالم” من قبل المراكز الأمريكية لمكافحة الأمراض والوقاية منها.
إبعادهم أمر بسيط
فيما يتعلق بالمعرفة الداخلية حول كيفية تجنب التعرض للعض في الفناء الخلفي الخاص بك، قالت ماكبرايد إنها تستخدم مروحة.
ببساطة، اجعلها تنفث الهواء فوق المكان الذي تجلس فيه بالخارج أو فوق المشوى أو تحت الطاولة حيث يعضون قدميك.