Wie eines der ältesten natürlichen Insektizide Mücken fernhält – –

Mit der Mückensaison füllen sich die Menschen mit Repellentien, um juckende Bisse zu verhindern. Insektenschutzmittel sind wichtig, weil sie nicht nur vor den summenden, blutsaugenden kleinen Schädlingen schützen, sondern auch vor den Krankheiten, die sie tragen und die jedes Jahr weltweit rund 700.000 Menschen töten.

Überraschenderweise verstand trotz weit verbreiteter Verwendung niemand genau, wie die meisten Mückenschutzmittel die Insekten fernhalten. Jetzt beginnen die Forscher, die ersten Teile des Puzzles aufzudecken.

Eine neue Studie hat einen Geruchsrezeptor in Mücken identifiziert, der ihnen hilft, Spuren von Pyrethrum, einem Pflanzenextrakt, der seit Jahrhunderten zur Abwehr beißender Insekten verwendet wird, aufzuspüren und zu vermeiden.

Eines der ältesten bekannten Insektizide, Pyrethrum, stammt aus den getrockneten, zerkleinerten Blüten bestimmter Chrysanthemenarten. Pyrethrum zerfällt im Sonnenlicht schnell und zieht nicht leicht über die Haut ein. Daher gilt das Insektizid seit langem als eine der sichereren Optionen für Kinder und Haustiere.

Was Pyrethrum für Mücken giftig macht, ist seit einiger Zeit bekannt. Es bindet an winzige Poren in den Nervenzellen der Insekten und lähmt sie bei Kontakt. Aber es hat eine andere Eigenschaft, deren Wirkungsweise eher ein Rätsel ist. In niedrigeren Konzentrationen schützt es nicht, indem es Mücken tötet, sondern indem es verhindert, dass sie nahe genug kommen, um überhaupt zu landen und zu beißen.

Unter der Leitung von Biologieprofessor Ke Dong, der kürzlich an die Fakultät der Duke University wechselte, führte das Team verschiedene Tests durch, um zu verstehen, wie Mücken Pyrethrum erkennen und vermeiden und welche chemischen Komponenten des Extrakts ihnen dabei helfen.

Zuerst ließen sie Leute einen speziellen Gummihandschuh anziehen und ihre Hand in einen Käfig mit 50 hungrigen Mücken legen. Der Handschuh hatte auf der Rückseite eine Fensterscheibe aus zwei Schichten locker sitzendem Netz. Die oberste Schicht wirkt als Barriere, durch die Mücken nicht eindringen können. Normalerweise empfinden Mücken die Hitze und das Aroma menschlicher Haut, die durch das Netz weht, unwiderstehlich und landen schnell und überprüfen es. Als jedoch die der Haut am nächsten liegende untere Netzschicht mit Pyrethrum behandelt wurde, verloren sie das Interesse.

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Diese frühen Experimente bestätigten, dass Mücken nicht nahe genug heran kommen müssen, um mit Pyrethrum behandelte Haut oder Kleidung zu schmecken oder zu berühren, um fern zu bleiben. Um herauszufinden, ob es sich um einen Geruch handelte, befestigten die Forscher winzige Drahtelektroden an den kleinen Haaren, die die Antennen der Mücken bedeckten, und maßen ihre elektrischen Reaktionen auf Luftstöße, die Chemikalien enthielten, die von Pyrethrum und anderen Repellentien freigesetzt wurden.

Die Fähigkeit einer Mücke, zu riechen, kommt von speziellen Rezeptoren, die in Nervenzellen an den Antennen und Mundteilen des Insekts eingebettet sind. Sobald durch die Luft wehende Geruchsmoleküle diese Rezeptoren stimulieren, senden die Nervenzellen eine Nachricht an das Gehirn, die den Geruch identifiziert.

Dong und ihre Kollegen konnten einen bestimmten Inhaltsstoff in Pyrethrumblütenextrakten namens EBF lokalisieren, der einen Geruchsrezeptor in der Antenne der Mücke namens Or31 aktiviert.

Sie fanden heraus, dass EBF mit anderen Komponenten, den Pyrethrinen, zusammenarbeitet, um ein besonders abstoßendes Bouquet herzustellen. Selbst winzige Dosen, die Mücken kaum zu bemerken scheinen, wenn die Verbindungen alleine auftreten – weniger als fünf Geruchsmoleküle pro Million Luftmoleküle – können die Insekten fliegen oder wegkriechen lassen, wenn sie in Kombination auftreten.

Während sich die Forscher auf die Mückenart Aedes aegypti konzentrierten, die Viren wie Zika, Gelbfieber und Dengue-Fieber verbreitet, fanden sie auch Or31-Geruchsrezeptoren mit auffallend ähnlichen Proteinsequenzen in sechs anderen Mückenarten.

Allein in den USA leben mehr als 200 Arten von Mücken. Etwa ein Dutzend davon verbreiten Keime, die Menschen krank machen können.

Da Mücken immer widerstandsfähiger gegen unsere besten chemischen Abwehrkräfte werden, suchen Forscher ständig nach neuen Wegen, um sie zu bekämpfen.

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Diese Ergebnisse wurden am 5. Mai in der Zeitschrift veröffentlicht Naturkommunikation, könnte Forschern helfen, neue Breitband-Repellentien zu entwickeln, um eine Vielzahl von Mücken in Schach zu halten und sie daran zu hindern, Menschen zu beißen und Krankheiten zu verbreiten.

Das Forschungsprogramm von Ke Dong wird von den US National Institutes of Health (GM115475) unterstützt. Das Kuratorium der Michigan State University hat ein Patent für die Entdeckung angemeldet.

Quelle der Geschichte:

Materialien zur Verfügung gestellt von Duke University. Original geschrieben von Robin A. Smith. Hinweis: Der Inhalt kann nach Stil und Länge bearbeitet werden.

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