İki yol vardır. Biri, Princeton Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırma görevlisi Noah Rose’un koluna gidiyor. Diğeri kobay olarak ortaya çıkar.
Bazı sivrisinek türleri için, insanlar için tercihleri evrimleri ve atalarının evlerinin ekolojisi hakkında bir şeyler ortaya koymaktadır. 23 Temmuz Current Biology dergisinde yayınlanan yeni araştırma, Altta yatan genetik bileşenleri tanımlar Aedes aegypti sivrisineklerin insanlar için ilgisi ve insan arayışı davranışlarının iki çevresel koşula kadar takip edilebileceğini gösterir: iklim ve kentleşme.
Bulgular, sivrisineklerin neden insan tercihini geliştirdiğini ve iklim değişikliğinin ve şişme kentleşmenin gelecekte nasıl daha fazla insan çekmesini sağlayabileceğini açıklayabilir.
Princeton’daki araştırmacılar tarafından yönetilen ve uluslararası bir işbirliği ekibi içeren çalışmanın ilk yazarı Rose, “Sivrisinek evrimi insanlık tarihi ile ilgilidir” dedi. “İnsanların yaşamalarındaki değişikliklere yanıt olarak evrimleştiler, tarihsel olaylara yanıt olarak dünyaya yayıldılar ve hastalığı yansıtacak şekilde yayarlar.”
Kabaca bilinen yaklaşık 3.500 sivrisinek türünün küçük bir kısmı, insanları ısırmada uzmanlaşmak için gelişti. Dünyada yaşanan sivrisinek kaynaklı hastalıkların büyük çoğunluğundan sorumlu olan bu türdür. Bir örnek, A. aegypti, dang, Zika, chikungunya ve sarı humma gibi hastalıkların ana vektörüdür. Bu tür her yıl 100 milyondan fazla insanı hasta eden hastalıklara bulaşmaktadır.
Princeton Üniversitesi’nde ekoloji, evrimsel biyoloji ve sinirbilim yardımcısı profesörü ve makalenin kıdemli yazarı Carolyn “Lindy” McBride, “Bu türü ayıran, özellikle insanları hedeflemesidir” dedi.
Ancak bu türdeki tüm bireyler insanlar için aynı afinite göstermez. McBride, Rose ve meslektaşları, hangi ekolojik faktörlerin bazılarını özellikle insanlar için avlanmaya yönlendirebileceğini araştırmak istiyorlardı.
Bunu yapmak için araştırmacılar A. aegypti Sahra altı Afrika’da türün doğal menzilinde bulunan çeşitli habitatları temsil eden 27 lokasyondan yumurta. Bu konumlar yedi ülke içindeki arazileri içeriyordu ve yoğun kentsel alanlardan uzak ormanlara kadar çeşitlilik gösteriyordu. Ayrıca iklimsel olarak sıcak ve kuru ortamlardan daha ıslak ve serin alanlara kadar değişmektedir.
Araştırmacılar topladıkları yumurtadan elde edilen 50 laboratuvar bazlı sivrisinek kolonisi oluşturdular. Daha sonra, sivrisinekleri iki yollu bir olfaktometreye koydular – sivrisinekleri koku yollarını iki yoldan biri boyunca takip etmeye teşvik eden bir cihaz: Rose’un kolu tarafından temsil edilen bir insana giden bir tüp – ve bir başka bir kobay için. (Stratejik olarak yerleştirilmiş ekranlar, bu çalışmada Rose ve kobaylara zarar gelmesini önledi).
Bilim adamları sonuçlarını sivrisinek yumurtalarını topladıkları yerlerden ekolojik verilerle eşleştirdiler. Sonuçlar, uzun ve yoğun kurak mevsimlere sahip bölgelerden gelen sivrisineklerin insanları en çok tercih ettiklerini göstermiştir. Daha az bir ölçüde, yüksek bölgesel insan nüfusu yoğunluğu aynı zamanda insanlara daha fazla ilgi duyan sivrisineklerin bir göstergesiydi.
Rose, “Sivrisinekleri insan ısırmak konusunda uzmanlaştıran insanlarla yaşamak değildi” dedi. “Aslında insanlarla yakın yaşadığı bu sıcak ve kuru yerlere uyum sağladılar.”
Bulgu, sivrisineklerin kuru mevsimlerde su depolamak için eşsiz yeteneğimiz nedeniyle insanları aramak için evrimleştiği teorisini desteklemektedir.
Tüm ısırıklardan sorumlu olan dişi sivrisinekler, yumurtalarını üretmek için kan gerektirir. Ancak yumurtaları da yumurtadan çıkması için suya ihtiyaç duyar. Ve insanlar, kıt olduğu zamanlarda suyu erişilebilir yerlerde depolayarak, sivrisineklere ihtiyaç duydukları tüm kan ve suyu sağladılar. Bu sivrisinekler için insan kokusu aramak avantajlı bir özellik haline geldi.
Rose, “Bu gerçekten ilginç, çünkü bize insan ev sahiplerine atlamanın nasıl gerçekleştiğine dair bu heyecan verici resmi veriyor,” dedi.
Araştırmacılar, 375 sivrisinek genomunu tamamen sıralayarak bir adım daha ileri gitti. İnsanlara aç sivrisineklerin genomlarını daha az seçici olan sivrisineklerle karşılaştırdılar. Bu, genom içinde insan tercihine katkıda bulunan bazı “sıcak noktaları” ortaya çıkardı.
Rose, “Bu genlerin yeni popülasyonlara aktığını gördüğümüzde, bu popülasyonlardaki sivrisinekler insanları ısırmaya başlar” diyor Rose.
Bulguları, önümüzdeki 30 yıl içinde sivrisinek davranışının nasıl değişebileceğini tahmin etmek için bir model üretti. Sahra altı Afrika’da hızlı kentleşmeyle, sivrisinek tercihinin insan ev sahiplerine doğru kaymasının artacağını söylüyor.
Rose, “On yıllar boyunca şehirler iki katına çıkıyor ve üç katına çıkıyor,” dedi. “Hızlı kentleşme, insan ısırma davranışında artışa neden olabilir.”
İklim değişikliği, çölleşme oranını artıran ve insan ısırma davranışları üreten koşulların daha fazlasına neden olan bir başka faktördür. Ancak Sahra altı Afrika’da kentleşme oranının iklim değişikliğini geride bırakacağını savunuyorlar.
“[Climate] değişiyor, ancak tercihlerde büyük değişikliklere neden olacak kadar hızlı ve doğru şekilde değişmiyor [by 2050]Dedi Rose.
Harvard TH Chan Halk Sağlığı Okulu’nda yardımcı olmayan bir profesör olan Daniel Neafsey, çalışmanın insanların sivrisinek kaynaklı hastalıkları yönlendiren ekoloji üzerinde nasıl bir etkisi olduğunu vurguladığını söyledi.
Neafesy, “Sivrisineklerde insan ısırma tercihini tanımlamak, davranış, genomik ve eko-coğrafi faktörleri içeren gerçekten şaşırtıcı, çok disiplinli bir çalışma” dedi.
Rose, sadece disiplinlerde değil, işin yapıldığı yedi Afrika ülkesinde araştırmanın tamamlanmasının önemli bir parçasıydı. Senegal, Burkina Faso, Gana, Nijerya, Gabon, Uganda ve Kenya’daki kurumlardan araştırmacılar katkıda bulundu. Rose, bu bilim adamlarına büyük ölçüde güvendiklerini söyledi.
Rose, “Bu çalışmada çok sayıda ortak çalışan var ve bu çok büyük miktarda yardımcı oldu” dedi.
Noah H. Rose, Massamba Sylla, Athanase Badolo, Joel Lutomiah, Diego Ayala, Ogechukwu B.Aribodor, Nnenna Ibe1, Jewelna Akorli, Sampson Otoo, John-Paul Mutebi, Alexis L Kriete, Eliza G. Ewing, Biberiye Sang, Andrea Gloria-Soria, Jeffrey R. Powell, Rachel E. Baker, Bradley J. White, Jacob E. Crawford ve Carolyn S. McBride Temmuz ayında Current Biology dergisinde yayınlandı. 23, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.06.092. Bu çalışma Pew Charitable Trusts Scholars, Searle Scholars Programı, Esther A. ve Joseph Klingenstein-Simons Vakfı Burs programı, Gruber Foundation Rosalind Franklin Genç Araştırmacı programı, Helen Hay Whitney Vakfı Postdoctoral Burs Programı, Verily Life Sciences tarafından finanse edildi. tüm genom dizileme için, New York Kök Hücre Vakfı, Ulusal Sağlık Enstitüleri (R00DC012069, R01AI101112 ve U01AI115595) ve Afrika Araştırmalarında Princeton Üniversitesi Ekoloji ve Evrimsel Biyoloji Bölümü ve Programından lisans finansmanı.