Sääsehärral läheb kehvasti, kui ta proua sõna ei kuule

Sel sääsehärral on kuulmisega kõik korras ja ta on kuulnud proua heledat häält. Need isased, kes seda «hüüdu» ei kuule, ei tõtta ka paarituma. Foto: Wikimedia Commons

Inimeste jaoks on romantika keeruline mäng: iseloom, välimus, kehakeel, suhtlemine. Sääskede paaritumine on aga palju otsekohesem. Ühe kiire õhukohtumise käigus toimuv paaritumine nõuab ainult isase ligimeelitamist emase tiivalöökide sagedusega. Just seetõttu olid teadlased hämmastunud, kui ühelainsal geneetilisel muutusel oli sääskede sugutungile täielikult pärssiv mõju.

California ülikooli Santa Barbaras (UCSB) korraldatud uuringus selgus, et tõepoolest piisab sääskede ligimeelitamiseks ainult kuulmisest. Professor Craig Montelli labori teadlased lõid kurtide sääskede koloonia ja avastasid, et need isased kaotasid igasuguse huvi paaritumise vastu. Võite jätta nad päevadeks emastega kokku, kuid nad lihtsalt ei paaritu, selgitas Montell.

Ühe geeni kadumine – täielik muutus

Isaste paaritumiskäitumise muutus ilmnes vaid ühe geeni puudumise tõttu. Ainuüksi trpVa-geeni puudumine tõi kaasa märkimisväärse mõju sääskede paaritumiskäitumisele, selgitas uuringu kaasautor ja järeldoktorant Dhananjay Thakur. See trpVa geen, mis osaleb kuulmisel, on sääskedes analoogne kuulmisele vajaliku geeniga äädikakärbestel.

Uuringu tulemused, mis avaldati ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences, võivad avada uusi võimalusi haigusetekitajate leviku tõkestamiseks, juhtides sääskede populatsioonide kontrolli, eriti selliste liikide, nagu Aedes aegypti puhul. See liik nakatab aastas sadu miljoneid inimesi viirustega.

Sääskede paaritumismäng

Suveõhtutel näeme tihti veekogude ääres või tänavalampide all sumisevaid sääseparvesid. Need kogunemised on suures osas massilised paaritumissündmused, ütles uuringu teine kaasautor, endine UCSB järeldoktor Yijin Wang. Kuigi sääsed on erakordselt viljakad, on meil nende paaritumise molekulaarsete ja neuroloogiliste mehhanismide kohta teadmisi vähe.

Tavaliselt järgib Aedes aegypti paaritumine lihtsat mustrit: emasloomad lehvitavad tiibu sagedusega umbes 500 Hz. Kui isased seda kuulevad, hakkavad nad sagedusega umbes 800 Hz sumisema ja muutma sagedust emaste ligimeelitamiseks. Kiire kohtumine toimub õhus ja paaritumise järel sääsed lahkuvad. Emasega paaritunud isane ei tunne enam huvi sama emase vastu, kuid emane ei otsi enamasti teist partnerit, kui on juba paaritunud.

Montell ja kaasautorid Wang, Thakur ja doktorant Emma Duge oletasid, et kuulmine on selles protsessis oluline, mistõttu nad uurisid sääse kuulmisneuroneid, mis asuvad antennide all nn Johnstoni elundis. Antennid on seotud mitme meelega – need suudavad tuvastada lõhnu, mehaanilisi stiimuleid ja isegi infrapunasoojust.

Uuringus keskendus meeskond TRPVa kanalile ja vastavale trpVa geenile, mis sääskede puhul on vajalik kuulmise jaoks.

Kurtide sääskede loomine

Meeskond kasutas CRISPR-Cas9 tehnoloogiat, et eemaldada Aedes aegypti sääskedelt trpVa geen. Selle tulemusena kadus sääskedel igasugune reaktsioon helile, sest antennidealuses elundis ei esinenud enam helist põhjustatud elektrilist aktiivsust.

Muusika võlu

Tundub, et kuulmine on mitte ainult vajalik, vaid ka piisav isaste paaritushuvi äratamiseks. Kui teadlased mängisid isastele emaste tiivalöökide häält, reageerisid isased tavaliselt kõhutõmbega. Kurtidel isastel selline reaktsioon puudus.

Emaste puhul oli kurtus väiksema mõjuga. Emaste käitumine ei muutunud palju, kuid isaste huvi kadus täielikult, selgitas Montell. Uurijad plaanivad seda erinevust tulevikus lähemalt uurida.

Avastus on üllatav, sest enamikus organismides toetub paaritumiskäitumine mitmele meelele, ütles Duge. Teadlased usuvad, et nende tulemused kehtivad ka teiste sääseliikide puhul, kuna helide roll paaritumisel ja TRPVa funktsioon kuulmisel on üldine.

Sääskede paaritumise juhtimine

Aedes aegypti levitatavad haigused, nagu denge, zika ja kollapalavik, mõjutavad aastas umbes 400 miljonit inimest, kellest ligi 100 miljonit haigestuvad tõsiselt. Seetõttu on sääskede käitumise ja elutsükli mõistmine oluline haiguste ennetamiseks.

Üks võimalik meetod putukate kontrollimiseks on steriliseeritud isaste vabastamine, et nad paarituksid emastega ja hoiaksid neid seeläbi järglasi saamast. Selline meetod on sääskede puhul vaid piiratud efektiivsusega, kuna steriliseeritud isased ei suuda sageli oma loomulikke konkurente üle trumbata. Kuna kuulmine on paaritumiskäitumise jaoks nii oluline, võib trpVa olla võimalik sihtmärk selle tehnika täiustamiseks. Montelli labor töötab mitme strateegia kallal, et arendada steriliseeritud isaseid, kes suudaksid oma looduslikke konkurente paremini võita.

Teadlased loodavad, et tulevased uuringud võivad pakkuda selle eesmärgi saavutamiseks lihtsamaid lahendusi.

Allikas: Phys Org