Кого избегают комары: ученая Пермского Политеха поделилась необычными фактами об этих насекомых

Комары избегают определенных людей

Комары — настоящие биологические детекторы, которые используют целый арсенал сенсоров для поиска жертвы.

– Одним из мощных ориентиров для них являются запахи: их основной «газоанализатор» расположен на верхнечелюстных щупальцах – чувствительных волосках рядом с ротовым аппаратом. Когда молекулы углекислого газа, концентрация которого в выдыхаемом человеком воздухе в 100 раз выше атмосферной, попадают на эти рецепторы, они посылают нервный сигнал в мозг комара, активируя его охотничье поведение и одновременно повышая чувствительность к другим ароматам жертвы, таким как молочная кислота или компоненты пота, – говорит ведущий инженер кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ Мария Комбарова.

Однако существуют люди, которые, наоборот, отпугивают этих насекомых своим запахом.

– Кожа человека вырабатывает химическое соединение метилпиперазин как один из продуктов метаболизма, и его количество варьируется индивидуально: у одних оно выделяется в большем объеме, у других — в меньшем. Люди с высоким уровнем этого вещества в кожном секрете оказываются для комаров «невкусными» или даже «невидимыми», так как оно действует как природный репеллент: дезориентирует насекомых, нарушая их обонятельные рецепторы. В результате они перестают реагировать даже на самые привлекательные для них запахи. Именно этим объясняется, почему одни люди притягивают кровососов значительно сильнее других, – объясняет Мария Комбарова.

Стоит также отметить, что комары реагируют на малейшие колебания воздуха и даже микродвижения мускулов. Чем больше люди размахивают руками, тем больше привлекают к себе все новых насекомых.

Комары могут жить и размножаться целый год

Обычно назойливые двукрылые живут относительно недолго. Самцы существуют всего около двух недель. Их единственная биологическая задача – оплодотворить самку, и после этого они быстро погибают. Продолжительность жизни женских особей летом составляет в среднем один-два месяца.

– Однако некоторые из них научились использовать зимнюю спячку как хитрый эволюционный механизм для выживания и сохранения потомства. Например, самки широко распространенного по всему миру рода Кулекс осенью напившись крови, находят влажные укрытия — пни, опавшие листья или норы — и погружаются в состояние анабиоза, экономя энергию до наступления тепла, – комментирует Мария Комбарова.

Эта способность позволяет им пережить зиму и весной отложить яйца, давая начало новому поколению.

– У Кулекса существует несколько экологических форм, и одна из самых известных — это комар подвальный, который приспособился к жизни рядом с человеком в теплых помещениях, таких как цокольные этажи, хлева или шахты лифта. В отличие от своих сородичей, они не впадают в зимнюю спячку: самки размножаются круглый год, и благодаря этому они постоянно досаждают нам даже в холода. Они могут существовать в замкнутых циклах, где поколения комаров сменяют друг друга практически без перерыва, а продолжительность жизни такой особи может достигать почти года — это яркий пример того, как эволюция создает устойчивые адаптации к измененной человеком среде, – продолжает Мария Комбарова.

Люди используют хоботки комаров для инъекций

– Хоботок комара — это сложная конструкция, состоящая из шести тонких игл, которые защищены видоизмененной в желобок нижней губой. Обе верхние челюсти работают как крошечные пилочки. Они не только разрезают кожу, но и удерживают ее края. Еще две иглы оснащены мышцами, которые раздвигают ткани, чтобы освободить путь для остальных инструментов. Пятая выполняет функцию шприца — она впрыскивает в ранку специальную слюну с веществами, которые разжижают кровь и предотвращают ее свертывание. И наконец, шестая игла — это своеобразный насос, который сначала пробует кровь, как бы проверяя, достаточно ли она подготовлена к употреблению, а затем начинает ее засасывать. Благодаря такой сложной конструкции за час охоты комар может совершать до ста попыток укуса, и большинство из них оказываются успешными, – рассказывает Мария Комбарова.

Природа создала хоботок настолько совершенным, что он проходит между клетками кожи, не повреждая их.

– Человечество до сих пор не может сделать ничего подобного: искусственные иглы уступают в точности и тонкости. Поэтому ученые нашли временное решение – в лабораториях специально выращивают культуры комаров, чтобы извлекать их хоботки и использовать их как микроинструменты для точечного введения клеток, например, эритроцитов, в заданные участки тканей, что в перспективе может применяться для 3D-биопечати и тестирования лекарств, – делится Мария Комбарова.

Самцы находят самок по звуку крыльев

– Самцы действительно находят самок по писку, который издают их крылья. У каждого вида свои уникальные акустические «сигналы», и они должны четко отличать «голос» женских особей своего рода от других, ведь в одном регионе обитает около 30 разновидностей кровососущих комаров. Все они издают разные звуки, и ошибиться здесь нельзя — от этого зависит продолжение рода, – отмечает Мария Комбарова.

Однако это не просто случайное совпадение — у этих насекомых есть сложная система распознавания, основанная на частоте колебаний.

– У комаров есть специальные чувствительные рецепторы — волоски-сенсиллы на теле, которые улавливают мельчайшие вибрации воздуха, а также особая пара редуцированных крыльев, которые и создают тот самый писк, характерный для каждого вида. Именно по этому звуку и вибрациям от него самец безошибочно определяет свою самку. Интересно, что он не реагирует на звуки неполовозрелых или неподготовленных к размножению женских особей: он способен «услышать» только ту, которая готова к спариванию. Благодаря такой тонкой настройке комары успешно размножаются и поддерживают свой вид, – говорит ученая Пермского Политеха.

После кладки яиц самка комара может разучиться летать

Чтобы получить потомство, самке комара нужна кровь, поскольку она является основным источником белков – строительного материала для формирования яиц, и жиров, которые обеспечивают энергетический запас для развития эмбрионов.

– Чем больше ей удается выпить, тем больше штук она сможет отложить. Например, один полноценный прием крови может увеличить количество личинок до 200, хотя в среднем это число обычно меньше – около 100. При этом самки могут пить ее многократно, что позволяет им производить несколько кладок подряд. За всю жизнь одна женская особь комара способна отложить до 1 500 яиц, и ее репродуктивный успех напрямую связан с доступностью крови, – говорит Мария Комбарова.

Однако природа предусмотрела и запасной вариант.

– Даже если самка никогда не пила кровь, она все равно способна отложить небольшое количество личинок — около 5–10 штук. Для этого ей приходится использовать собственные внутренние ресурсы, в том числе белки из летательных мышц. Однако такая жертва сильно ослабляет организм: после откладки яиц без крови самка теряет способность к полноценному полету и часто погибает, не успев найти новый источник питания, – рассказывает Мария Комбарова.

Таким образом, кровь для комара — это не просто еда, а стратегический ресурс, который определяет не только количество потомства, но и выживание самой самки в конкурентной борьбе за продолжение рода.

Основной источник питания комаров – не кровь

– Несмотря на то, что женские особи комаров известны как кровососы, это лишь небольшая часть их рациона, предназначенная только для выведения потомства. Основу их повседневного питания составляет нектар цветов: глюкоза из нектарников растений дает им энергию, необходимую для полета, поиска партнера и активной жизни, – отмечает Мария Комбарова.

А самцы комаров вообще питаются исключительно растительными соками и нектаром, поскольку их ротовой аппарат не приспособлен для прокалывания кожи.

– Они играют важную роль в опылении растений, особенно в заболоченных местностях, где эти насекомые являются основными хозяевами. В России это аир болотный, различные виды осок, хохлатка полая, а также луговые растения: пижма, нивяник, ястребинка, даже одуванчики. В тропических регионах москиты опыляют и культурные виды, в частности, дерево какао, а в Японии — некоторые виды магнолий, орхидей и других цветковых, – добавляет ученая Пермского Политеха.

Без комаров вода была бы грязнее, а огородные вредители – агрессивнее

Комаров принято считать вредными и надоедливыми насекомыми, мешающими людям жить. Однако с другой стороны они приносят существенную пользу экосистемам.

– Яйца этих насекомых могут развиваться только во влажной среде, поэтому самки откладывают их в водоемы. Там личинки питаются органическими частицами, бактериями и разлагающейся растительностью, тем самым участвуя в естественном очищении воды. Одни виды выступают в роли фильтров, пропуская через себя мелкую взвесь, другие — соскребают налет с подводных поверхностей, – делится Мария Комбарова.

Но польза комаров не ограничивается очисткой прудов и рек: они являются важнейшим звеном пищевой цепи.

– Их личинки и куколки служат основным кормом для мальков, личинок жуков-плавунцов и стрекоз, а также для лягушек и жаб. Взрослые насекомые — важный источник пищи для птиц, особенно для тех, кто живет рядом с водой. Если бы эти насекомые исчезли, это вызвало бы цепную реакцию: сначала сократилось бы количество рыб и земноводных, затем насекомоядных птиц, а в итоге — из-за отсутствия естественных регуляторов численности — могли бы резко размножиться вредители растений, такие как тля, гусеницы и жуки-листоеды, – объясняет эксперт ПНИПУ.

Так что комары – это не просто надоедливые кровососы, а неотъемлемая часть экосистемы, встроенная в нее на протяжении 180 миллионов лет эволюции, – именно столько они уже существуют на нашей планете. Конечно, полное их уничтожение невозможно и нецелесообразно — они необходимы природе, даже если порой досаждают людям.

Фото: Maxim Mogilevskiy, unsplash.com