Así es como nuestra respiración alerta a los mosquitos de nuestra presencia

A pesar de que los mosquitos son plagas molestas y portadoras de enfermedades peligrosas, no se puede negar que estos insectos son modelos de evolución claramente fascinantes: un concepto global inteligentemente coordinado de habilidades, herramientas y sistemas de sensores les permite acceder a una fuente de sustento muy especial: la sangre.

A través de sofisticados experimentos y conocimientos sobre el cerebro de los mosquitos, investigadores de la Universidad de Washington han obtenido información interesante sobre cómo estos chupadores de sangre nos encuentran a través de sus sistemas sensoriales.

Fluctuaciones de CO₂

Solo los mosquitos hembras se alimentan de sangre, los machos comen polen. Esto significa que solo las hembras pican a las personas y transmiten enfermedades como la malaria. La presente investigación se presenta como un esfuerzo para comprender mejor cómo los insectos encuentran sus presas para picarlas, lo que podría ayudar al desarrollo de nuevos métodos para controlar y reducir la propagación de enfermedades transmitidas por mosquitos.

Se sabe que los mosquitos pueden detectar las fluctuaciones en el contenido de dióxido de carbono (CO₂) en el aire y utilizar esta información en la búsqueda de víctimas.

Investigaciones anteriores han demostrado que la percepción de CO₂, a su vez, agudiza el sistema visual de los mosquitos para que puedan buscar a la víctima.

Ahora, los investigadores han analizado más detenidamente este comportamiento, registrando en detalle cómo el CO₂  cambia el comportamiento de vuelo de los insectos y cómo reacciona el cerebro del mosquito a las combinaciones de olores e impresiones visuales.

A tal fin, los investigadores utilizaron mosquitos de la especie Aedes aegypti como animales experimentales. Para sus experimentos, el equipo desarrollo un sofisticado sistema: una arena circular con un diámetro de aproximadamente 18 centímetros, la cual estaba equipada con un marco de pantalla LED de 360 ​​grados que ofrecía al insecto diversos estímulos visuales.

Cada mosquito estudiado permanecía atado a la plataforma por medio de un fino cable de tungsteno que le permitía mover sus alas libremente. El sistema incorporó un sensor óptico que podía detectar con precisión el batir de sus alas, y una válvula fina permitió la entrada de aire y olores al sistema. Lo que el equipo quería ver era cómo los mosquitos respondían a estímulos visuales y bocanadas de aire rico en CO₂.

A través de sus experimentos, los investigadores pudieron documentar que una ráfaga de aire de un segundo que contenía el 5 por ciento de CO₂  (nuestra respiración contiene 4,5 % de CO₂) hizo que los mosquitos batieran sus alas más rápido.

En lo que respecta a los efectos de las impresiones visuales, el equipo encontró que algunas, como un campo de estrellas en rápido movimiento, apenas influyeron en el comportamiento de los mosquitos.

Sin embargo, cuando las luces LED mostraron una barra horizontal desplazándose en la arena, los mosquitos incrementaron el batir de sus alas e intentaron dirigirse en dirección de la barra, una reacción que fue particularmente pronunciada si los investigadores liberaban una porción de CO₂ antes de mostrar la barra.

A nivel neuronal

Para una comprensión más profunda, los investigadores repitieron el experimento con una línea de Aedes aegypti genéticamente modificada para que las neuronas del sistema nervioso central brillaran en verde fluorescente cuando estaban activas.

Para capturar este efecto en los experimentos en la arena, los investigadores removieron una pequeña porción del craneo del mosquito, y pudieron registrar con un microscopio la actividad neuronal en 59 áreas de la lóbula (parte del lóbulo óptico) en tiempo real.

Cuando se mostró a los mosquitos una barra horizontal, dos tercios de esas regiones se iluminaron, sugiriendo una respuesta al estímulo visual. Pero cuando se expuso a una bocanada de CO₂ antes de mostrarse la barra, el 23 por ciento de las regiones tenían una actividad aun mayor que antes.

Esto indica que el CO₂ preparó las áreas del cerebro que controlan la visión para provocar una respuesta más fuerte a la barra. Así, los investigadores pudieron mostrar en un nivel neuronal que la impresión del olfato intensifica el estado de alerta en el sistema visual.

Además de la información básica sobre la biología de estos insectos, los autores esperan que sus hallazgos puedan aportar beneficios prácticos, tal vez a desarrollar estrategias que puedan salvar a las personas de la potencialmente peligrosa picadura de estos sofisticados chupasangres.

Referencia: Visual-Olfactory Integration in the Human Disease Vector Mosquito Aedes aegypti. Current Biology, 2019. https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.06.043