Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
Т. Дамур
«Мир по Эйнштейну». Глава из книги


Л. Франк
«Мой неповторимый геном». Глава из книги


В. Винниченко
Почему дельфины никогда не спят?



В память о Леониде Вениаминовиче Келдыше (07.04.1931–11.11.2016)


Н. Жизан
«Квантовая случайность». Глава из книги


Интервью с С. Ландо
Сергей Ландо: «Прорывы в математике плохо предсказуемы»


В. Гаврилов
Загадка зарянки


А. Левин
Астрономия темного


В. Мацарский
Бодался Чандра с сэром Артуром


О. Макаров
Секрет разделения







Главная / Новости науки версия для печати

Новое средство для борьбы с комарами мешает самкам находить своих жертв


Рис. 1. После предъявления пахучей смеси в течение 3 секунд СО2-распознающие нейроны комаров Aedes aegypti практически не реагируют на углекислый газ. В то же время предъявление в течение 3 секунд парафинового масла не нарушает распознавание СО2. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature
Рис. 1. После предъявления пахучей смеси в течение 3 секунд (after 3 s in odour blend (10–2)) СО2-распознающие нейроны комаров Aedes aegypti практически не реагируют на углекислый газ (черные квадратики — базовая активность, baseline activity, черные треугольники — реакция на углекислый газ, response to 0,5 CO2). В то же время предъявление в течение 3 секунд парафинового масла (after 3 s in paraffin oil) не нарушает распознавание СО2 (пустые квадратики показывают базовую активность, а пустые треугольники — реакцию на углекислый газ). По оси абсцисс — время в минутах, по оси ординат — количество спайков (пиковых потенциалов) нейрона в секунду. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature

Комары приносят человечеству множество неприятностей — начиная от зуда из-за укусов и заканчивая тем, что эти насекомые служат распространителями опасных заболеваний, вроде малярии или лихорадки денге. Однако уничтожение комаров как таковых вряд ли возможно, да и если бы было возможно, могло бы привести к ужасным экологическим последствиям. Поэтому лучше просто попытаться минимизировать контакт комара и человека. Один из самых перспективных путей для достижения этой цели — нарушение поискового поведения комариных самок.

Для поиска своих жертв самки комаров пользуются прежде всего обонянием. Один из сигналов, который имеет для них огромное значение, — повышенный уровень углекислого газа в выдыхаемом жертвами воздухе. Система распознавания СО2 у двукрылых чрезвычайно консервативна и характерна не только для комаров, но и для излюбленной модели биологов — дрозофилы. Именно эту систему и избрали своей мишенью ученые из США и Кении, когда создавали антикомариные средства нового поколения.

В своих предыдущих работах те же исследователи уже обнаружили пахучие вещества, которые уменьшали электрофизиологические и поведенческие ответы на углекислый газ у дрозофилы. Теперь, основываясь на полученных данных, они должны были подобрать вещества, которые дезорганизуют систему распознавания СО2 у комариных самок (для экспериментов были выбраны три наиболее зловредных вида комаров — Anopheles gambiae, Culex quinquefasciatus и Aedes aegypti).

Для этого ученые электрофизиологическим путем определили, какие вещества сильнее всего воздействуют на систему определения углекислого газа у исследуемых видов комаров. На основе этих данных они составили смесь (основным действующим веществом в ней был диацетил), которая в относительно низких концентрациях нарушала распознавание СО2 у комаров на достаточно долгое время (см. рис. 1).

Однако реакция нейрона — это одно, а реакция комара — это совсем другое. Поэтому ученые также провели ряд исследований поведения самок комаров, на которых подействовали разработанной смесью. В том числе, они запустили комарих в аэродинамическую трубу (рис. 2), где насекомым приходилось лететь против ветра к источнику углекислого газа (примерно так же — против ветра — они и летят к своим жертвам в природе).

Рис. 2. Аэродинамическая труба, в которой тестировали способность самок комаров Aedes aegypti к поиску жертв после действия разработанной смеси. С одной стороны туда запускали комарих, а с другой дул ветер и находился источник углекислого газа. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature
Рис. 2. Аэродинамическая труба (wind tunnel), в которой тестировали способность самок комаров Aedes aegypti к поиску жертв после действия разработанной смеси. С одной стороны туда запускали комарих (mosquito release chamber), а с другой дул ветер (air in) и находился источник углекислого газа. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature

И оказалось, что поисковое поведение у комарих действительно меняется. Гораздо меньшее их количество летит против ветра и находит источник углекислого газа, причем степень нарушения поискового поведения зависит от концентрации смеси — чем смесь концентрированней, тем меньше комары способны чувствовать углекислый газ (см. рис. 3).

Рис. 3. При тестировании в аэродинамической трубе самки комаров Aedes aegypti, на которых подействовали разработанной смесью, не в состоянии найти источник углекислого газа. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature
Рис. 3. При тестировании в аэродинамической трубе самки комаров Aedes aegypti, на которых подействовали разработанной смесью, не в состоянии найти источник углекислого газа. Percent finding sourse — процент нашедших этот источник; 10–3, 10–2, 10–1 — различные концентрации смеси. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature

Еще одним достоинством данной смеси является то, что она состоит из нескольких компонентов. То есть даже если у насекомых возникнет устойчивость к одному компоненту, другие всё еще будут работать.

Помимо разработки данной смеси, ученые также обнаружили, что еще одно вещество — метилэтилкетон — вызывает у рецепторных нейронов реакцию, сходную с той, что вызывает углекислый газ. Это означает, что на его основе можно создавать аттрактантные смеси, которые будут приманивать комаров и не давать им заниматься поиском жертв. В принципе, ту же функцию может выполнять и сам углекислый газ. Однако в развивающихся странах, где «комариная» проблема стоит особенно остро, транспортировка, доставка и хранение углекислого газа (в сжатом ли виде или в виде сухого льда) слишком дорога и неудобна. Вполне возможно, что на основе метилэтилкетона можно будет разработать очень перспективное средство.

Резюмируя, можно сказать, что хотя всё вышеописанное — только пилотное исследование и у представленной смеси множество недостатков (например, низкая экологичность и небезопасность для человека), разработка эта очень многообещающая, и вполне возможно, что в скором времени «комариная» проблема будет хотя бы частично разрешена.

Источник: Stephanie Lynn Turner, Nan Li, Tom Guda, John Githure, Ring T. Cardé, Anandasankar Ray. Ultra-prolonged activation of CO2-sensing neurons disorients mosquitoes. // Nature. 2011. V. 474. P. 87–91.

Вера Башмакова


Комментарии (5)



Последние новости: НейробиологияВера Башмакова

28.11
У собак есть эпизодическая память
16.11
За «боязнь» щекотки у крыс отвечает соматосенсорная кора
14.11
Ген, работающий в мышцах и костях, у обезьян стал регулировать развитие мозга
10.11
Нейропротез вернул парализованным макакам-резусам способность ходить
06.09
Собачий мозг обрабатывает речевую информацию почти так же, как человеческий
28.06
Подростки лучше учатся на положительном опыте, чем на отрицательном
07.04
Клетки глиобластомы соединены сетью микротрубок, обеспечивающих рост опухоли и ее устойчивость к терапии
04.04
В мозге рыб обнаружен переключатель, настраивающий на победу или поражение в драке
25.03
Склонность к азартным играм определяется нейронами прилежащего ядра
21.03
Оптогенетика помогла улучшить память мышам с болезнью Альцгеймера

Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Антон Морковин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Павел Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Дмитрий Сутормин, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Александр Храмов, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Индикатор», «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия