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Wie Moskitos sechs Nadeln benutzen, um Ihr Blut zu saugen

Forscher haben immer noch nicht herausgefunden, was an ihren flüchtigen Fettsäuren manche Menschen für Moskitos attraktiver macht als andere. Was Wissenschaftler kürzlich entdeckt haben, ist, dass, sobald der Rüssel einer Mücke die Haut durchbohrt, eine ihrer sechs Nadeln, das Labrum genannt, Rezeptoren an ihrer Spitze verwendet, um ein Blutgefäß zu finden.“Diese Rezeptoren reagierten auf die Chemikalien im Blut“, sagte der Biochemiker Walter Leal von der UC Davis, dessen Labor den Befund machte. „Moskitos finden das Blutgefäß nicht zufällig.Stattdessen wehen Chemikalien in unserem Blut wie ein „Bouquet von Gerüchen“ auf, das den Weg — unwissentlich, aber sicher — zu unserem Blutgefäß weist. Das Labrum durchbohrt dann das Gefäß und dient als Strohhalm.Der Postdoktorand Young-Moo Choo von der UC Davis entdeckte in Leals Labor einen Rezeptor, indem er die Mundstücke von Moskitos sezierte und sie genetisch testete. Choo hofft, dass seine Entdeckung dieses Rezeptors, genannt 4EP, und die Entdeckung anderer Rezeptoren auf dem Labrum, Pharmaunternehmen helfen wird, neue Mückenschutzmittel zu entwickeln.“Zuerst müssten sie ein Repellent gegen die Rezeptoren finden“, sagte Choo. „Dann würden sie die Haut der Menschen damit behandeln. Wenn die Mücke versuchte, in die Haut einzudringen, schmeckte oder roch sie etwas Abstoßendes und flog davon.“

Wissenschaftler versuchen seit Jahrzehnten, die Anatomie des Mückenstichs herauszufinden. Es ist ein Job, der durch die Herausforderung erschwert wird, die empfindlichen Mundstücke von Moskitos zu sezieren, die in den Händen von Anfängern auseinanderfallen. Choo schrieb seine Sezierfähigkeiten seiner Erfahrung mit Essstäbchen in seiner Heimat Südkorea zu. Video, leistungsstarke Mikroskope und genetische Analysen haben den Forschern geholfen, herauszufinden, wie das Fütterungssystem funktioniert.

Eine Schutzhülle namens Labium biegt sich zurück, wenn eine Mücke nadelartige Mundstücke in die menschliche Haut drückt.
Eine Schutzhülle namens Labium biegt sich zurück, wenn eine Mücke nadelartige Mundstücke in die menschliche Haut drückt. (Josh Cassidy / KQED)

Wenn eine Mücke die Haut durchbohrt, rollt eine flexible lippenartige Hülle namens Labium nach oben und bleibt draußen, während sie sechs nadelartige Teile einschiebt, die Wissenschaftler als Stylets bezeichnen.

Zwei dieser Nadeln, Maxillen genannt, haben winzige Zähne. Die Mücke benutzt sie, um durch die Haut zu sägen. Sie sind so scharf, dass Sie kaum spüren können, wie die Mücke Sie beißt.

„Sie sind wie Bohrer“, sagte Leal.

Ein weiterer Satz Nadeln, die Mandibeln, halten Gewebe auseinander, während die Mücke arbeitet.

Diese Abbildung zeigt die sechs nadelartigen Mundstücke, mit denen weibliche Mücken uns beißen. Sie benutzen zwei Oberkiefer (blau), um in die Haut zu sägen, und zwei Unterkiefer (gelb), um die Gewebe auseinander zu halten, wie sie sahen. Sie sabbern Speichel in uns mit dem Hypopharynx (grün) und saugen Blut mit dem Labrum (rot) auf.
Diese Abbildung zeigt die sechs nadelartigen Mundstücke, mit denen weibliche Mücken uns beißen. Sie benutzen zwei Oberkiefer (blau), um in die Haut zu sägen, und zwei Unterkiefer (gelb), um die Gewebe auseinander zu halten, wie sie sahen. Sie sabbern Speichel in uns mit dem Hypopharynx (grün) und saugen Blut mit dem Labrum (rot) auf. (Teodros Hailye / KQED, basierend auf Forschungen von Young-Moo Choo und Kollegen)

Im Jahr 2012 filmten Wissenschaftler des Pasteur-Instituts in Frankreich, was passiert war, als ein Mückenrüssel durch die Haut der Maus eingedrungen war. Das Video zeigt die scharfkantige Labrumnadel, die unter der Haut der Maus sondiert, dann ein Gefäß durchbohrt und Blut daraus saugt.

Das Labrum hat die Form einer Rinne. Um ein Strohhalm zu werden, braucht es tatsächlich ein anderes Mundstück, um darüber zu liegen. Dieser Mundteil, der Hypopharynx genannt, dient einem doppelten Zweck, da er es der Mücke auch ermöglicht, Speichel in uns zu sabbern.

Wenn sich eine weibliche Mücke ernährt, trennt sie das Wasser von den roten Blutkörperchen und drückt es durch ihr hinteres Ende heraus, um Platz für mehr Blut zu schaffen.
Wenn eine weibliche Mücke füttert, trennt sie das Wasser von den roten Blutkörperchen und drückt es durch ihr hinteres Ende heraus, um Platz für mehr Blut zu schaffen. (Josh Cassidy / KQED)

Wenn sich der Darm einer Mücke mit Blut füllt, trennt sie das Wasser im Blut von den roten Blutkörperchen und drückt es durch ihr hinteres Ende heraus.“Sie tut das, um die roten Blutkörperchen zu konzentrieren“, sagte Luckhart. „Die roten Blutkörperchen liefern eine große Proteinkomponente.“Durch das Auspressen von Wasser kann sie fünf- bis zehnmal mehr Blut in sich aufnehmen.

Die sechste Nadel — Hypopharynx genannt — tropft Speichel in uns, der Chemikalien enthält, die unser Blut fließen lassen.“Ihr Blut neigt dazu, sofort nach Kontakt mit der Luft zu gerinnen“, sagte Leal. „Sie spucken einige Chemikalien aus, damit das Blut nicht gerinnt.“

Die gewöhnliche Hausmücke in Kalifornien (Culex pipiens) kann das West-Nil-Virus übertragen, indem sie infizierte Vögel und dann Menschen beißt.
Die gewöhnliche Hausmücke in Kalifornien (Culex pipiens) kann das West-Nil-Virus übertragen, indem sie infizierte Vögel und dann Menschen beißt. (Josh Cassidy / KQED)

Mückenspeichel erweitert auch unsere Blutgefäße, blockiert unsere Immunantwort und schmiert den Rüssel. Und es führt dazu, dass wir juckende Striemen entwickeln, und dient als Kanal für gefährliche Viren und Parasiten.“Infizierte Mücken spucken sehr unterschiedliche Dosen aus, von einem infektiösen Virion bis zu 10.000″, sagte der UC Davis-Virologe Lark Coffey und bezog sich auf Viruspartikel. „Die Anzahl der Virionen, die benötigt werden, um Mäuse produktiv zu infizieren, kann bis zu eins betragen. Theoretisch könnte eine ausreichen, um Krankheiten wie Dengue-Fieber oder West-Nil zu verursachen.“

Es dauert nur acht bis 20 Malaria-Organismen im Frühstadium, um die Krankheit zu verursachen.“Innerhalb von 20 Minuten schaffen sie es in die menschliche Leber“, sagt Luckhart. „Es ist ein sehr schneller Prozess.“

Die Ergebnisse dieser schnellen Lieferung sind tödlich. Malaria erkrankte 2015 mehr als 300 Millionen Menschen und tötete rund 635.000, hauptsächlich Kinder unter fünf Jahren und schwangere Frauen in Afrika südlich der Sahara.“Es ist wahrscheinlich eine Unterschätzung“, sagte der medizinische Entomologe Gregory Lanzaro von der UC Davis, „weil die Berichterstattung schrecklich ist.“Es wird geschätzt, dass das Dengue-Fieber, eine Krankheit, die von gestreiften Schwarz-Weiß-Mücken namens Aedes aegypti übertragen wird, jedes Jahr fast 400 Millionen Menschen an stechenden Gelenkschmerzen erkrankt, einschließlich eines kürzlichen Ausbruchs in Hawaii, der 260 krank machte.

Aedes aegypti Mücken übertragen die Viren, die Zika und Dengue verursachen. Sie beißen während des Tages und können ihre Eier in so wenig wie eine Flasche-Cap-voll Wasser legen.
Aedes aegypti Mücken übertragen die Viren, die Zika und Dengue verursachen. Sie beißen tagsüber und können ihre Eier in nur einen Flaschenverschluss voller Wasser legen. (Josh Cassidy / KQED)

Wissenschaftler glauben auch, dass Aedes aegypti-Mücken der Hauptschuldige für mehr als 350 bestätigte Fälle angeborener Missbildungen im Zusammenhang mit dem Zika-Virus im nordöstlichen brasilianischen Bundesstaat Pernambuco sind. Seit letztem Oktober wurden dort ungewöhnlich viele Babys mit kleinen Köpfen und einer Vielzahl von Gesundheitsproblemen wie Krämpfen und anhaltendem Weinen geboren, die vermutlich durch eine Zika-Virusinfektion zu Beginn der Schwangerschaft ihrer Mutter verursacht wurden.“Wir kennen die Lebenserwartung dieser Babys noch nicht“, sagte Dr. Regina Ramos, die sich am Oswaldo Cruz Hospital der Universität von Pernambuco um diese Babys kümmert und am 26.

Aedes aegypti-Mücken kamen 2013 in Kalifornien in der Stadt Clovis in der Nähe von Fresno an und wurden seitdem in Taschen in ganz Kalifornien gefunden, darunter Hayward und San Mateo. In den kontinentalen USA sind keine lokal übertragenen Fälle von Zika aufgetreten, obwohl drei Babys mit Missbildungen im Zusammenhang mit dem Virus von Müttern geboren wurden, die sich anderswo mit der Krankheit angesteckt hatten.

Moskitos bekommen nichts davon, uns krank zu machen ― sie geben nur nebenbei Keime an uns weiter. Tatsächlich haben Forscher herausgefunden, dass einige Viren als reine Mückenviren begannen. Das ist nicht schwer zu glauben, denn Moskitos entwickelten sich 200 Millionen Jahre vor dem Menschen.“Als Moskitos die Gewohnheit entwickelten, Blut zu trinken, haben einige Viren diesen Evolutionspfad verfolgt und sind zu Viren mit menschlichem Vektor geworden“, sagte die Mikrobiologin Shannon Bennett, Wissenschaftschefin an der California Academy of Sciences.

Shannon Bennett, Wissenschaftschefin der California Academy of Sciences, lässt sich bei der Produktion eines KQED Deep Look-Videos von einer nicht infizierten Hausmücke beißen.
Shannon Bennett, Wissenschaftschefin der California Academy of Sciences, lässt sich während der Produktion eines KQED Deep Look-Videos von einer nicht infizierten Hausmücke beißen. (Gabriela Quirós / KQED)
In Kalifornien wachsen Larven der gewöhnlichen Hausmücke in Wasser, das sich in weggeworfenen Behältern, Haustiergeschirr und Regenrinnen ansammelt.
In Kalifornien wachsen Larven der gewöhnlichen Hausmücke in Wasser, das sich in weggeworfenen Behältern, Haustiergeschirr und Regenrinnen sammelt. (Josh Cassidy / KQED)

Um die Wahrscheinlichkeit einer durch Mücken übertragenen Krankheit zu verringern, empfehlen Experten des öffentlichen Gesundheitswesens, Mückenschutzmittel zu tragen, die Bildschirme an Türen und Fenstern zu überprüfen und stehendes Wasser in und um unsere Häuser zu beseitigen (.PDF). Moskitos legen ihre Eier in das Wasser, das sich in Rinnen und Müllstücken sowie in dekorativen Teichen, Topfpflanzen, Haustiergeschirr und unbedeckten Regentonnen sammelt.

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