Обоняние у комаров

Многие наверняка замечали, что комары (точнее, комариные самки) каким-то образом способны издалека обнаруживать добычу. Они как будто чувствуют присутствие человека, слетаются к нему со всех сторон и окружают его зудящим надоедливым облаком. Собственно, так оно и есть. Самки комаров действительно обладают великолепной системой поиска и распознавания потенциальных жертв. И главное в этой системе — обоняние.

Анатомия комара обыкновенного (Culex pipiens)Анатомия комара обыкновенного (Culex pipiens). Изображение с сайта en.wikipedia.org

Первый признак близости потенциальной жертвы — повышенный уровень углекислого газа (CO2) в воздухе. Раз углекислого газа много — значит, рядом кто-то дышит! Едва ощутив (с помощью особых рецепторов, находящихся на верхнечелюстных щупальцах) избыточное количество CO2, комариная самка приходит в полную боевую готовность, взмывает вверх и летит против ветра на поиски добычи.

По мере приближения к жертве самка начинает улавливать и другие запахи — пота (прежде всего — содержащейся в поте молочной кислоты), дыхания, кожи, крови. А активация «углекислых» рецепторов делает самок более чувствительными к этим аппетитным запахам. Тепло, выделяемое потенциальной жертвой, тоже служит для насекомого ориентиром; кроме того, в тепле все запахи усиливаются.

И вот наконец жертва настигнута! Самка комара впивается в нее своим хоботком, впрыскивает под кожу слюну и высасывает капельку крови. Именно комариная слюна, содержащая несколько белков (антикоагулянт для предотвращения свертывания крови, вазодилататор для расширения капилляров, и т. д.) и вызывает аллергическую реакцию на укус — отек, покраснение и нестерпимый зуд.

Какие же средства помогут минимизировать контакты комаров с человеком и сохранить жизнь этим "замечательным" насекомым?

Итак, раз именно запах является главным ориентиром для голодной комариной самки, то надо постараться ослабить запах, чтобы уменьшить внимание к себе комаров. Разумеется, мы не сможем уменьшить количество углекислого газа в выдыхаемом нами воздухе. Однако если мы будем меньше пахнуть потом, то это тоже притупит комариный охотничий инстинкт. Иными словами, чтобы комары меньше нам досаждали, надо держать себя в чистоте, почаще мыться и стараться поменьше потеть. Кроме того, как уже было сказано выше, комары чувствительны к теплу — как к самому по себе, так и как к агенту, усиливающему возможные запахи. Поэтому для уменьшения комариных атак также важно не перегреваться.

Более надежный способ отвадить комаров — это «обмануть» рецепторы к углекислому газу и к другим веществам, свидетельствующим о присутствии человека: подсунуть им фальшивый источник возбуждающих веществ.

Самый очевидный путь — создать где-нибудь (подальше от человека) источник углекислого газа, чтобы комары слетались туда и оставили человека в покое. Можно, например, положить где-нибудь подальше от дома сухого льда. Это недорого и просто, но малоэффективно: лед быстро растает, и собравшиеся вокруг него комары разлетятся искать другой источник углекислого газа.

Более продвинутый способ — специальные комариные ловушки, которые для приманивания комаров постоянно выделяют углекислый газ и убивают попавших в них насекомых (среди этих насекомых, кстати, будут не только комары, но и другие двукрылые, у которых есть система распознавания углекислого газа, например, мушки-дрозофилы). Однако часть насекомых всё равно не поддастся обману и до вас доберется. К тому же, коммерческие комариные ловушки достаточно дорого стоят. С другой стороны, они не содержат вредных веществ, как всевозможные фумигаторы.

Можно поступить по-другому и не приманивать, а просто дезориентировать комаров. Практически на каждый рецептор можно подобрать вещество, которое бы нарушало его работу. Вопрос тут прежде всего в том, какие именно рецепторы мы собираемся выводить из строя.

Главный кандидат — рецепторы к углекислому газу. В этой области сейчас ведутся обширные исследования, которые привели к довольно значительным успехам (см. Новое средство для борьбы с комарами мешает самкам находить своих жертв, «Элементы», 22.06.2011). Вещества, нарушающие работу «углекислых» рецепторов, можно разделить на две группы. Одни из них (например, диацетил) не дают рецепторам работать нормально, нарушают их чувствительность к углекислому газу и таким образом дезориентируют комаров. Другие (например, метилэтилкетон) действуют на рецепторы так же, как и сам углекислый газ, — то есть приманивают комаров. На основе веществ первой группы можно разработать дезориентаторы для комаров — то есть средства, которые бы «отбивали» у комаров «охотничий нюх». Вещества же второй группы могут стать основой для комариных аттрактантов, или, как их еще называют, люров (от англ. lure — «приманка») — то есть средств, которые бы приманивали комаров в то место, где людей нет.

Можно справиться с комарами и другим способом — подобрать соединения, которые по каким-то причинам не нравятся насекомым, и с их помощью отпугивать комаров. Такие вещества называются репеллентами. Самый классический (и один из самых эффективных) из них — ДЭТА, или диэтилтолуамид. Сейчас идентифицированы нейроны, которые возбуждаются в ответ на ДЭТА (и некоторые другие репелленты) и ведутся исследования для понимания механизмов «нелюбви» насекомых к веществам, возбуждающим эти нейроны.

У репеллентов, хотя они очень эффективны в борьбе с комарами, тоже есть ряд серьезных недостатков. Во-первых, они имеют побочные эффекты для здоровья человека, а также пагубно влияют на экологию. Во-вторых, их надо наносить непосредственно на кожу или одежду, причем, как правило, достаточно часто, раз в несколько часов — что усугубляет вред для здоровья и к тому же осложняет повседневную жизнь. В-третьих, через некоторое время у насекомых вырабатывается к этим веществам привыкание, и их использование теряет всякий смысл. Всё это говорит о том, что надо искать новые подходы для борьбы с комарами.

Вообще, «комариная проблема» гораздо шире, чем кажется на первый взгляд, и не ограничивается только зудом от укусов и надоедливым жужжанием. Главный вред, который комары приносят человечеству, — болезни, разносимые этими насекомыми, прежде всего — малярия и лихорадка Денге, от которых ежегодно гибнет несколько миллионов человек (вот всего одна страшная цифра — каждые 30 секунд в Южной Африке от малярии умирает один маленький ребенок). А поскольку существующие средства от комаров не могут решить эту проблему, в наш передовой век возникли другие подходы для ее решения.

Во-первых, можно заразить комаров каким-нибудь микроорганизмом, вирусом, или патогенным грибом (такие организмы называют биопестицидами, см. biopesticide) и таким образом уменьшить размер комариной популяции. Конечно, такие игры с популяциями довольно опасны, и играть в них надо с осторожностью, иначе можно нарушить экологическое равновесие и остаться вовсе без комаров, а то и без других насекомых, которые оказались чувствительны к тому же возбудителю. Кроме того, очевидно, что комары, если не погибнут все разом, рано или поздно всё же выработают устойчивость к заражающему их организму и размножатся с новой силой. Но, возможно, биопестициды всё же смогут спасти некоторое количество людей от заражения переносимыми комарами заболеваниями. К тому же, несомненным плюсом данного подхода является то, что при нем не используются вредные для экологии (и для человека) инсектициды и репелленты.

Более изящный способ борьбы с комарами подразумевает методики генной инженерии. Во-первых, с их помощью можно просто значительно уменьшить популяцию комаров безо всяких инсектицидов и прочей вредной химии. Достаточно создать комаров с генетическим дефектом — таким, что из-за него в живых смогут оставаться только безвредные для человека самцы, либо таким, который не позволяет самкам откладывать яйца, и так далее. Этих модифицированных комаров нужно смешать с «дикой» комариной популяцией. Разумеется, всех комаров такой подход не уничтожит, но уменьшение их количества — это тоже важный результат в борьбе с переносимыми комарами болезнями.

Однако есть и более элегантное «во-вторых». Что, если вместо грубого уничтожения комаров как таковых сделать их безвредными для человека? Для этого надо создать комаров, которые были бы устойчивы, например, к малярии, и таким образом перестали быть переносчиками этого заболевания. В принципе, создать таких комаров при современном уровне генной инженерии — дело нехитрое. Однако проблема в том, что ГМ-создания оказываются, как правило, слабее своих немодифицированных собратьев и проигрывают им в конкурентной борьбе. Поэтому главная задача для генных инженеров — создать комаров, которые были бы не только устойчивы к малярии, но и способны конкурировать с существующей комариной популяцией. Работы в этой области ведутся, например, американской группой под руководством профессора Марсело Якобс-Лорена, однако, к сожалению, их результаты еще не имеют серьезной практической ценности.

И наконец, последнее. Что же делать, если никакие средства от комаров не помогают и вы мечтаете только об одном — чтобы прошел зуд от бесчисленных укусов? Главное тут — не отчаиваться. Зуд пройдет, и довольно скоро. Известно, что при постоянном контакте с аллергеном организм теряет к нему чувствительность и аллергия проходит (на этом, например, основаны методики гипосенсибилизации; см. Allergen immunotherapy). Поэтому, если специально подставляться под укусы комаров (только, пожалуйста, не малярийных!), то через некоторое время (для каждого человека свое, но примерно за две недели) комариные укусы вообще перестанут причинять вам хоть какие-то неприятности. Решиться на такое может не каждый, и кроме того, надо помнить, что нечувствительность к комариным укусам, приобретенная за лето, за зиму пропадает.