Как прослушивание нужного жужжания помогает комарам не спариваться с чужими видами

Исследователи из Университета Нагоя (Япония) выяснили, как комары видов Aedes aegypti (жёлтолихорадочный комар) и Aedes albopictus (азиатский тигровый комар) отличают особей своего вида от других. Самцы этих видов прислушиваются к специфической частоте звука, создаваемого взмахами крыльев самок, и используют эти звуки для выбора партнёрш своего вида.

Эти результаты, опубликованные в iScience, могут быть использованы для разработки инновационных стратегий контроля численности комаров с помощью искусственных звуков полёта.

Основными переносчиками потенциально смертельных заболеваний, таких как лихорадка денге и лихорадка Зика, являются Aedes aegypti и Aedes albopictus, которые передают вирусы при питании кровью.

«В последние несколько десятилетий ареалы этих двух видов комаров всё больше пересекаются, — сказал доктор Мэтью Су, соавтор исследования. — В основном в сумерках самцы комаров Aedes образуют рой — большую группу летающих самцов, ожидающих, когда в неё влетят фертильные самки. Когда самка попадает в группу, самец использует свой превосходный слух, чтобы услышать звук её крыльев, приблизиться к ней и попытаться спариться. Но в группу могут попасть и самки других видов, поэтому нам стало интересно, как самцы избегают спаривания с неправильным видом».

Исследовательская группа установила микрофоны в клетках для разведения комаров, чтобы измерить частоту взмахов крыльев самцов и самок, и сравнили их между видами. Они обнаружили, что и у самцов, и у самок азиатского тигрового комара частота звука крыльев была выше, чем у жёлтолихорадочного комара.

Они предположили, что это различие объясняет, как комары избегают спаривания с чужим видом. Когда они создали синтетические звуки крыльев самок и проиграли их самцам комаров, они заметили, что самцы Aedes albopictus стабильно реагировали на более высокие частоты звука, чем самцы Aedes aegypti.

«Мы считаем, что самцы оптимизировали вибрационные свойства своих "ушей", чтобы соответствовать частотам самок того же вида, — сказала профессор Адзуса Камикоучи, соавтор исследования. — Это говорит о том, что самцы тонко настроены на определённые частоты взмахов крыльев, производимые самками их вида».

«Спаривание комаров зависит от того, как самец слышит звуки самки, — добавил Су. — Даже несмотря на то, что разница в звуках самок может показаться небольшой — 40 Гц, для комаров (и, по сути, для людей) этот разрыв огромен. Они модулируют свою слуховую функцию с помощью сигналов, отправляемых из мозга в уши, чтобы слушать нужную частоту. Люди на самом деле делают нечто подобное, чтобы отсечь фоновый шум для сна или услышать голос друга в шумном баре».

Когда популяция комаров достигает нежелательно высокого уровня, для их контроля используют ловушки. Овипозиционные (яйцекладочные) ловушки работают, привлекая самок для откладывания яиц, а затем убивая их. Для привлечения самок часто используют аттрактанты, но новые данные позволяют предположить, что, добавив звуки полёта, можно ловить и самцов.

«Я вижу, как наше исследование может быть использовано для объединения овипозиционных и звуковых ловушек, — сказал Су. — Овипозиционные ловушки существуют, но они в основном ловят самок, поэтому мы подумали: почему бы не ловить самцов одновременно? Хорошо планировать заранее на случай потенциальных вспышек, особенно потому, что последствия изменения климата увеличивают число людей, страдающих от комаров».

Исследователи подчёркивают, что хотя комбинированные овипозиционные и звуковые ловушки можно было бы использовать для предотвращения размножения комаров и их уничтожения, это не было бы желательным исходом.

Комары играют важную экологическую роль как опылители растений и пища для земноводных, и их удаление из экосистемы нарушило бы эти процессы. Вместо этого они надеются использовать отлов для контроля популяций в случае их взрывного роста, что грозит увеличением передачи заболеваний, переносимых комарами.

«Ликвидация, возможно, не лучшая идея, потому что мы не знаем её влияния на экосистему. Вместо этого мы считаем, что ограниченный биоконтроль лучше, — объяснил доктор Су. — В конечном счёте нам придётся жить вместе с комарами, в идеале — раздельно. Поэтому мы должны понимать их и снижать их численность до уровней, при которых вероятность передачи заболеваний меньше».