Небольшие по размеру, но сильные своими надоедливыми укусами, комары часто считаются самыми смертоносными животными на Земле. Это связано с тем, что, по оценкам Всемирной организации здравоохранения, ежегодно от болезней, переносимых комарами, умирает 725 000 человек. Многие из этих болезней, такие как вирус Западного Нила и желтая лихорадка, в последнее время вновь вспыхнули и вызвали кризис в области общественного здравоохранения.

Чтобы бороться с этими смертельными угрозами, профессор Вирджинского технологического колледжа сельского хозяйства и наук о жизни исследует состояние расслабления, которое одинаково свойственно как насекомым, так и людям.

Клеман Винаугер, доцент кафедры биохимии, получил двухлетний грант в размере 430 000 R21 от Национального института здравоохранения на исследование привычек комаров во сне с мыслью, что если люди, лишенные сна, имеют проблемы с функционированием, возможно, лишенные сна комары тоже.

Встряхивание сна и изучение результатов

Хороший или плохой ночной сон может определить день человека, и то же самое касается комаров. У людей хороший ночной отдых улучшает память, здоровье иммунитета, уровень энергии и многие другие функции, которые способствуют общему самочувствию.

К сожалению, крепкий сон так же полезен для миссии комаров. Чем больше они спят, тем больше вероятность того, что они будут жужжать, кусаться и распространять болезни. К счастью, лишенные сна комары так же несчастны, как и лишенные сна люди, на которых они охотятся.

Большинство комаров, распространяющих болезни, обитают в городах, где больше всего людей, шума и звуков. Но даже среди городской суеты комары, как и другие насекомые, находят время для сна. С научной точки зрения, они достигают состояния, похожего на сон, когда приземляются, отдыхают конечностями и остаются неподвижными в течение длительных периодов времени, сказал Винаугер.

Исследования Винаугера показывают, что когда эти состояния сна прерываются — комарам не дают приземлиться и отдыхать — они проявляют признаки усталости, как и люди.

Допустим, вы слишком поздно гуляете в субботу вечером. Вы чувствуете себя несчастным в воскресенье и вам нужно больше сна, чтобы прийти в себя. Комары делают то же самое, когда плохо спят. На следующий день они очень плохо принимают решения».

Клеман Виноже, доцент кафедры биохимии Технологического института Вирджинии

Gaia Herbs, Sound Sleep, средство для здорового сна, 120 веганских капсул Phyto-Cap с жидкостью

Важные решения, например, когда и где найти человека-носителя.

Исследовательский грант, предоставленный Национальным институтом здравоохранения Винаугеру и соруководителю гранта Джошуа Бенуа из Университета Цинциннати, расширит эти исследования с двумя целями: охарактеризовать, что происходит в мозге комаров, когда они спят, и определить последствия, когда они лишены этого.

Винаугер нанял Шаджезу Диггс, студентку магистратуры, и Николь Винн, доктора философии. кандидат, чтобы помочь ему в его лаборатории в Steger Hall.

«У нас есть хорошая подготовка в лаборатории здесь, в Технологическом институте Вирджинии, где мы можем регистрировать электрическую активность нейронов в мозге комаров, пока они спят, чтобы мы могли оценить, как сон влияет на работу их мозга», — сказал он. «Мы также собираемся лишить комаров сна и проверить их способность передавать вирусы и посмотреть, как это повлияет на них».

Клеман Виноже, доцент кафедры биохимии, получил двухлетний грант в размере 430 000 R21 от Национального института здравоохранения на исследование привычек комаров во сне с мыслью, что если люди, лишенные сна, имеют проблемы с функционированием, возможно, лишенные сна комары тоже. Фото Люка Хейса для Технологического института Вирджинии.

Винаугер сотрудничает с командой из Университета Цинциннати в этом исследовании, первом в своем роде по изучению того, как лишение сна может повлиять на способность комара находить человека-хозяина или даже остановить его способность распространять болезни.

«Люди страдают и умирают во всем мире от этих болезней, а с изменением климата ситуация усугубляется», — сказал Винаугер. «Для меня это наиболее очевидная демонстрация того, что нам нужно мыслить нестандартно».

Чтобы комары не спали в лаборатории, Бенуа и его исследовательская группа разработали программируемую систему, которая заставляет вибрировать контейнеры, в которых заключены комары. Вибрации вводятся через равные промежутки времени, не давая им заснуть.

Винаугер надеется, что исследование откроет новые способы управления средой, в которой процветают комары, — в сельских, влажных районах мира, таких как страны Африки к югу от Сахары, или в городских, более прохладных городах, таких как Нью-Йорк. Исторически это происходило за счет использования химических веществ, таких как инсектициды. Но в связи с ростом числа заболеваний, переносимых комарами, Винаугер сказал, что необходимы новые стратегии.

«Если комары могут избежать наших стратегий борьбы, нам нужно найти новые стратегии борьбы, и именно здесь в игру вступает творческий подход», — сказал он. «Если мы сможем лучше понять, насколько сон важен для комаров и для передачи болезней, возможно, мы сможем определить цели для их лишения сна или манипулирования молекулярными основами их сна, чтобы они менее эффективно нас находили. Это может быть так же просто. как изменение частоты лампочек в городах. В более сельских районах это может быть использование машины белого шума. Это еще предстоит открыть или изобрести, но первый шаг — это понять, и это то, что мы пытаемся достичь».