Ученые с помощью методов генной инженерии создали самцов комаров, абсолютно невосприимчивых к звукам. Как оказалось, вместе со способностью слышать они потеряли всякий интерес к спариванию.
В исследовании, статья о котором вышла в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, речь идет о комарах вида Aedes aegypti, переносящих опасные вирусные инфекции. Через их укусы людям передаются лихорадка денге, желтая лихорадка, вирус Зика и ряд других заболеваний. Число случаев заражения денге по всему миру оценивают на уровне 100–400 миллионов ежегодно. Инфекция проявляется в виде высокой температуры, головной боли, ломоты в теле, тошноты и сыпи, а при тяжелом течении может привести к смерти.
В поисках новых способов ограничить размножение переносчиков патогенов группа исследователей из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (США) решила прояснить роль слуха в репродуктивном поведении этих насекомых.
Ученые знали, что писк самок комаров, возникающий от взмахов крыльев с частотой 400-500 герц, привлекает самцов и побуждает их к совокуплению. Тем не менее оставалось не до конца ясно, насколько слух важен для успешного спаривания и к чему приведет его полное отсутствие.
Применив инструмент редактирования геномов CRISPR-Cas9, исследователи «отключили» у комаров Aedes aegypti участок ДНК, связанный со звуковосприятием. Модифицированные таким образом насекомые стали совершенно глухими: звуки больше не вызывали у них нейронной активности в так называемом Джонстоновом органе, который реагирует на движения воздуха и служит комарам органом слуха.
Мутация повлияла на репродуктивное поведение самцов комаров: они прекратили стремиться к спариванию, даже когда проводили в экспериментальном боксе с самками несколько дней. Также они перестали реагировать на звуки, имитирующие писк от взмахов крыльев у самок. В опытах с обычными самцами в ответ на такой стимул комары начинали изгибать брюшко, демонстрируя готовность к совокуплению.
На самках мутация отразилась минимально: комарихи продолжили спариваться, хотя и менее активно, чем немодифицированные особи.
Комментируя открытие, его авторы отметили, что брачное поведение у большинства организмов зависит от сочетания нескольких сенсорных сигналов. В случае же с комарами отключение у самцов лишь одного средства восприятия привело к полному прекращению спаривания, что ученые назвали «поразительным».
По мнению исследователей, новые знания могут помочь усовершенствовать существующие способы контроля популяций комаров Aedes aegypti. Один из них — метод стерильных насекомых — предполагает вброс в природу стерильных самцов, которые конкурируют с дикими за возможность спариться. После копуляции самки комаров обычно не ищут других партнеров, а контакт со стерильным самцом не приводит к появлению потомства.
Хотя этот метод работает против некоторых видов вредителей, в случае с Aedes aegypti он менее эффективен из-за недостаточной конкурентоспособности стерильных самцов. Теперь, зная о генах, отвечающих за звуковосприятие комаров, ученые хотят попробовать повысить чувствительность стерильных самцов к колебаниям крыльев самок, что должно позитивно сказаться на успешности спаривания.