Agencia Excélsior. Agosto 27, 2024.
Un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de California en Santa Bárbara (UCSB) ha añadido otro sentido al repertorio documentado del mosquito: la detección por infrarrojos.
Según su experimento, la radiación infrarroja de una fuente con una temperatura similar a la de la piel humana duplicó el comportamiento general de búsqueda de hospedadores de los insectos cuando se combinó con el CO2 y el olor humano.
Los mosquitos se dirigieron abrumadoramente hacia esta fuente de infrarrojos mientras buscaban hospedadores. Los investigadores también descubrieron dónde se encuentra este detector de infrarrojos y cómo funciona a nivel morfológico y bioquímico. Los resultados se detallan en la revista Nature.
Los mosquitos machos son inofensivos, pero las hembras necesitan sangre para el desarrollo de los huevos. Durante un siglo se ha investigado cómo encuentran a sus huéspedes. Durante ese tiempo, los científicos han descubierto que no hay una única señal en la que estos insectos confíen. En cambio, integran información de muchos sentidos diferentes a distintas distancias.
“El mosquito que estudiamos, el Aedes aegypti, es excepcionalmente hábil para encontrar huéspedes humanos”, dijo en un comunicado el coautor principal Nicolas DeBeaubien, ex estudiante de posgrado e investigador postdoctoral en la UCSB en el laboratorio del profesor Craig Montell. “Este trabajo arroja nueva luz sobre cómo lo logran”.
Está bien establecido que los mosquitos como el Aedes aegypti utilizan múltiples señales para localizar a sus huéspedes a distancia. “Entre ellas se incluyen el CO2 de nuestro aliento exhalado, los olores, la visión, el calor (por convección) de nuestra piel y la humedad de nuestros cuerpos”, explicó el coautor principal Avinash Chandel, un actual postdoctorado en la UCSB.
“Sin embargo, cada una de estas señales tiene limitaciones”. Los insectos tienen una visión deficiente y un viento fuerte o un movimiento rápido del huésped humano pueden alterar su seguimiento de los sentidos químicos. Por lo tanto, los autores se preguntaron si los mosquitos podrían detectar una señal direccional más fiable, como la radiación infrarroja.
A unos 10 cm, estos insectos pueden detectar el calor que sube de nuestra piel. Y pueden sentir directamente la temperatura de nuestra piel una vez que aterrizan. Estos dos sentidos corresponden a dos de los tres tipos de transferencia de calor: convección, calor transportado por un medio como el aire, y conducción, calor a través del contacto directo.
Pero la energía del calor también puede viajar distancias más largas cuando se convierte en ondas electromagnéticas, generalmente en el rango infrarrojo (IR) del espectro. El IR puede calentar todo lo que toca. Animales como las víboras de foseta pueden sentir el IR térmico de presas cálidas, y el equipo se preguntó si los mosquitos, como el Aedes aegypti, también podrían hacerlo.
Los investigadores pusieron mosquitos hembra en una jaula y midieron su actividad de búsqueda de huésped en dos zonas. Cada zona estuvo expuesta a olores humanos y CO2 en la misma concentración que exhalamos. Sin embargo, sólo una zona también estuvo expuesta a IR de una fuente a temperatura de la piel. Una barrera separaba la fuente de la cámara impedía el intercambio de calor por conducción y convección. Luego contaron cuántos mosquitos comenzaron a sondear como si estuvieran buscando una vena.
Añadir IR térmico de una fuente de 34º Celsius (aproximadamente la temperatura de la piel) duplicó la actividad de búsqueda de hospedadores de los insectos. Esto hace que la radiación infrarroja sea un sentido recientemente documentado que los mosquitos usan para localizarnos. Y el equipo descubrió que sigue siendo eficaz hasta unos 70 cm (2,5 pies).
“Lo que más me impresionó de este trabajo fue lo fuerte que terminó siendo la señal IR”, dijo DeBeaubien. “Una vez que logramos que todos los parámetros fueran correctos, los resultados fueron innegablemente claros”.
“Pero ninguna señal por sí sola estimula la actividad de búsqueda de hospedador. La radiación infrarroja sólo marca una diferencia en el contexto de otras señales, como el CO2 elevado y el olor humano”, dijo Montell, profesor de Biología Molecular, Celular y del Desarrollo. De hecho, su equipo descubrió lo mismo en pruebas con sólo radiación infrarroja: la radiación infrarroja por sí sola no tiene ningún impacto.
Los mosquitos no pueden detectar la radiación infrarroja térmica de la misma manera que detectarían la luz visible. La energía de la radiación infrarroja es demasiado baja para activar las proteínas rodopsina que detectan la luz visible en los ojos de los animales. La radiación electromagnética con una longitud de onda superior a unos 700 nanómetros no activa la rodopsina, y la radiación infrarroja generada por el calor corporal es de unos 9.300 nm. De hecho, ninguna proteína conocida se activa con la radiación con longitudes de onda tan largas, dijo Montell. Pero hay otra forma de detectar la radiación infrarroja.
“El calor se convierte en ondas electromagnéticas, que a su vez se convierten en calor”, dijo Montell. Observó que la radiación infrarroja que proviene del sol tiene una longitud de onda diferente de la que genera nuestro calor corporal, ya que la longitud de onda depende de la temperatura de la fuente.
Los autores pensaron que quizás nuestro calor corporal, que genera radiación infrarroja, podría entonces chocar con ciertas neuronas del mosquito, activándolas al calentarlas. Eso permitiría a los mosquitos detectar la radiación indirectamente.
Los científicos sabían que las puntas de las antenas de un mosquito tienen neuronas que detectan el calor. Y el equipo descubrió que al quitar estas puntas se eliminaba la capacidad de los mosquitos para detectar la radiación infrarroja.
De hecho, otro laboratorio encontró la proteína sensible a la temperatura, TRPA1, en el extremo de la antena. El equipo de la UCSB observó que los animales sin un gen trpA1 funcional, que codifica la proteína, no podían detectar la radiación infrarroja.