Scienza

I suoni dei rituali di accoppiamento delle zanzare possono aiutarci a combattere la malaria

Nel 2020, l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha stimato che quasi la metà della popolazione mondiale era a rischio di malaria, mentre circa 627.000 persone sono morte a causa della malattia.

Anche se presto potrebbe essere disponibile un vaccino contro la malaria (l’OMS lo ha raccomandato per i bambini l’anno scorso), la malaria è solo una delle numerose malattie trasmesse dalle zanzare. E il numero totale di infezioni legate alle zanzare è destinato ad aumentare man mano che il cambiamento climatico estende le popolazioni di zanzare. Quindi, per ridurre il carico di malattie dovute alla malaria e ad altre malattie trasmesse dalle zanzare, dobbiamo continuare a sviluppare strumenti efficaci per controllare le popolazioni di zanzare.

Un obiettivo primario è la loro copulazione a mezz’aria. Il rituale di accoppiamento delle zanzare coinvolge un maschio che identifica e insegue una femmina volante rilevando il suo debole tono di volo. Se il maschio non riesce a sentire correttamente la femmina, l’inseguimento fallisce e non si accoppiano. La riproduzione nelle zanzare dipende in modo cruciale dal loro senso dell’udito.

Abbiamo studiato il comportamento delle zanzare che causano la malaria (i Anofele Gambia specie) per capire di più su come i maschi ascoltano le femmine per assicurarsi un compagno. I nostri risultati sono stati recentemente pubblicati sulla rivista La scienza avanza.

Ma prima, un po’ di sfondo. Il meccanismo dell’udito nelle zanzare è unico, ma poco conosciuto. Le orecchie di entrambi i sessi sono quasi sorde ai suoni di volo dell’altro, le cui frequenze sono semplicemente troppo alte per essere udibili. Per ascoltarsi, prendono in prestito un trucco dalla fisica.

Quando i toni di volo maschili e femminili si combinano in un orecchio di zanzara, creano “toni fantasma” a bassa frequenza – e quindi udibili – chiamati prodotti di distorsione. I prodotti di distorsione esistono solo all’interno dell’orecchio della zanzara e non possono essere ascoltati o registrati al di fuori di esso.

Una zanzara maschio ha quindi bisogno di volare per sentire una femmina che vola. E il suo tono di volo deve rientrare in una specifica gamma di frequenze per generare prodotti di distorsione udibili con una determinata femmina.

Abbiamo ascoltato i toni di volo delle zanzare

Abbiamo registrato i toni di volo (o “battiti d’ala”) delle zanzare in incubatrici dotate di microfoni ad alta sensibilità. I nostri esperimenti includevano l’osservazione di 100 maschi e 100 femmine in incubatrici separate, singole zanzare (un maschio o una femmina, separatamente), nonché un’incubatrice mista, con 50 zanzare di ciascun sesso.

Nelle incubatrici, abbiamo cercato di emulare le condizioni del loro ambiente naturale con l’illuminazione e controllando la temperatura e l’umidità. Siamo stati in grado di misurare la frequenza dei battiti delle ali delle zanzare in diversi giorni e in diversi momenti della giornata.

Abbiamo scoperto che le zanzare maschi, ma non le femmine, alteravano i loro toni di volo secondo uno schema quotidiano. Battendo le ali circa 1,5 volte più velocemente delle femmine, i maschi ottimizzano la loro capacità di rilevare una singola femmina all’interno di sciami affollati.

Più di un decennio fa, gli scienziati hanno proposto e descritto un’interazione acustica tra maschi e femmine come “convergenza armonica”. Sebbene abbiano identificato lo stesso rapporto di battiti d’ala che consentono alle zanzare del sesso opposto di ascoltarsi (l’equivalente di 1,5 battiti d’ala maschili per un battito d’ala femminile), abbiamo scoperto che ciò accade per impostazione predefinita e in realtà non richiede alcuna interazione tra i sessi.

In particolare, abbiamo scoperto che i maschi battevano le ali più velocemente al tramonto che in altri momenti della giornata. Questo ha senso perché in Anofele Gambia zanzare, i maschi volano prevalentemente al tramonto quando formano sciami di accoppiamento, spesso di 1.000 o più zanzare. Questi sciami sono visitati sporadicamente da alcune femmine vergini. Come puoi immaginare, trovare un partner di accoppiamento non è facile.

L’aumento della frequenza del battito d’ala dei maschi al tramonto cambia la frequenza dei prodotti di distorsione, che diventano più udibili dall’orecchio maschile rispetto a quelli creati in altri momenti della giornata. Quindi, regolando il battito delle ali nello sciame, sono in grado di sentire meglio le femmine e aumentare le loro possibilità di trovarne una con cui accoppiarsi.

La regolazione del tono di volo dei maschi è in parte determinata dai loro orologi circadiani. È probabile che sbattere le ali più velocemente richieda molta energia per i maschi, quindi limitano questo comportamento al momento dello sciame.

Cosa significano questi risultati?

Sarà importante replicare esperimenti simili al di fuori del laboratorio, in particolare tra gli sciami di zanzare nel loro habitat naturale. Abbiamo già iniziato a lavorare su questo in Tanzania.

Tuttavia, questi risultati aprono nuove strade per la ricerca sull’ecologia evolutiva dell’udito, sul sistema uditivo unico nelle zanzare e sul comportamento delle zanzare più in generale.

Potrebbero anche contribuire agli sforzi di controllo delle zanzare. Nell’ambito dei programmi di controllo dei vettori, i maschi mutanti verranno rilasciati in natura per far crollare le popolazioni di zanzare locali. Le zanzare maschi mutanti sono geneticamente modificate in modo che quando si accoppiano con una femmina, la prole non è vitale e morirà.

L’efficienza dell’accoppiamento in questo contesto dipende fortemente dalla capacità dei maschi rilasciati di sentire le femmine “residenti”. I nostri risultati suggeriscono che per creare un programma di successo, potrebbe essere importante valutare le distribuzioni dei toni di volo maschili e femminili, insieme ai range uditivi maschili, prima di rilasciare le zanzare mutanti.

Ciò rafforzerebbe qualsiasi intervento garantendo che l’efficienza di accoppiamento dei mutanti sia ottimale, essenzialmente che possano competere con le zanzare maschi residenti per identificarsi e accoppiarsi con le femmine residenti.

Fonte: independent.co.uk

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