(CNN) Von den mehr als 3.000 Moskitoarten auf der Welt hat sich nur eine kleine Anzahl darauf spezialisiert, menschliches Blut zu saugen.

Wie die Stechmücken, die Menschen stechen, uns so effektiv aufspüren, ist derzeit nicht bekannt, aber es ist wichtig, denn sie verursachen nicht nur Juckreiz. Sie übertragen auch gefährliche Krankheiten wie Zika, Dengue, West-Nil-Virus und Malaria, die tödlich sein können.

Wenn man diese lästigen Insekten in Schach hält, könnte man bis zu einer halben Million Menschenleben retten, die jedes Jahr an diesen Krankheiten sterben.

„In jedem dieser Fälle, in denen sich eine Mücke entwickelt hat, um Menschen zu stechen – was nur zwei oder drei Mal vorgekommen ist – werden sie zu bösen Krankheitsüberträgern“, sagte Carolyn „Lindy“ McBride, eine Assistenzprofessorin für Ökologie und Evolutionsbiologie am Princeton Neuroscience Institute in New Jersey.

Deshalb möchte sie verstehen, wie sie den Menschen finden und anvisieren.

Moskitos können uns riechen

„Moskitos wählen meist aufgrund des Geruchs aus, wen sie stechen“, sagte McBride, deren Labor sich auf die Mückenart Aedes aegypti konzentriert, die sich speziell für den Stich von Menschen entwickelt hat.

Nur weibliche Stechmücken saugen Blut, da sie es für die Produktion ihrer Eier benötigen. Eine wichtige Frage ist, wie eine potenziell krankheitsübertragende weibliche Mücke einen Menschen erschnüffelt, während sie andere Warmblüter ignoriert.

Abgebildet sind weibliche Stechmücken der tierbeißenden afrikanischen Unterart Aedes aegypti formosus (links) und der menschenbeißenden, weltweit invasiven Unterart Aedes aegypti aegypti (rechts).

Wenn das erst einmal bekannt ist, könnten sehr viel wirksamere Abwehrmittel – oder Köder, um die Mücken vom Menschen wegzulocken – hergestellt werden, was Leben retten könnte, sagte Christopher Potter, außerordentlicher Professor für Neurowissenschaften am Zentrum für Sinnesbiologie der Johns Hopkins University.

Wenn Wissenschaftler den Geruchssinn kontrollieren können, „können wir wirklich kontrollieren, was diese Mücken tun“, sagte Potter, der eine andere humanspezifische Mücke, Anopheles, die Malaria überträgt, untersucht.

Unsere Gerüche sind kompliziert

Diese Frage ist nicht leicht zu beantworten, da jeder tierische Geruch aus Hunderten von chemischen Verbindungen besteht, die in bestimmten Verhältnissen miteinander vermischt sind.

„Die eigentlichen Chemikalien, die im menschlichen Geruch vorkommen, sind im Grunde dieselben wie die Chemikalien im Tiergeruch – es sind die Verhältnisse und die relative Häufigkeit dieser Verbindungen in menschlichen Mischungen, die einzigartig sind“, sagte McBride, dessen Forschung sich auf diese Fragen konzentriert.

Jedes Mal, wenn ein hungriges Mückenweibchen vorbeifliegt, führt es in seinem winzigen Gehirn komplexe chemische Berechnungen durch, um herauszufinden, was ein Mensch, was ein Hund und was eine Blume ist.

Eine Bibliothek der Gerüche

„Um das zu untersuchen, haben wir beschlossen, die neuronale Aktivität im Gehirn der Weibchen aufzuzeichnen, während wir sie natürlichen menschlichen und tierischen Geruchsextrakten aussetzten“, schrieb Zhilei Zhao, ein Doktorand in McBrides Labor, in einem Twitter-Beitrag, der die Arbeit des Labors beschreibt. Es dauerte vier Jahre, um „die notwendigen genetischen Reagenzien, Geruchsabgabesysteme und analytischen Ansätze“ zu entwickeln, schrieb Zhao.

(Von links) Noah Rose, ein Postdoktorand in Princeton, und Gilbert Bianquinche untersuchen ein Baumloch in der Nähe von Kedougou, Senegal, auf Aedes aegypti-Larven. Mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung lebt in Gebieten, in denen es Aedes aegypti-Mücken gibt.

McBrides Laborteam erstellte eine Bibliothek mit der chemischen Zusammensetzung von Tiergerüchen. „Dieser Datensatz existiert nicht wirklich – also beschlossen wir, selbst loszuziehen und ihn zu sammeln“, sagte Jessica Zung, Doktorandin in McBrides Labor.

Zung hat bisher Duftproben von etwa 40 verschiedenen Tieren gesammelt, darunter Meerschweinchen, Ratten, Wachteln und andere.

Eine gemeinsame Verbindung stach hervor

Beim Vergleich einiger dieser Proben mit den 16 menschlichen Proben stach etwas hervor. Decanal, eine einfache, häufig vorkommende Verbindung, ist besonders häufig in der menschlichen Haut zu finden, so Zung.

Das in der natürlichen Welt allgegenwärtige Decanal entsteht beim Menschen aus einer anderen, komplexeren Verbindung. Zung kramte in den Archiven, um Forschungsergebnisse aus den 1970er Jahren zu finden (von denen ein Großteil ursprünglich der Suche nach einem Mittel gegen Akne diente), in denen detailliert beschrieben wurde, wie bei der Zersetzung eines Bestandteils der natürlichen Öle unserer Haut, der Sapiensäure, Decanal übrig bleibt. Diese Säure kommt (wie der Name schon sagt) nur beim Menschen vor. Wahrscheinlich ist es das, was zu den hohen Decanalwerten führt, die den Mücken helfen, ihren Weg zu uns zu riechen, aber es müssen noch mehr Studien durchgeführt werden.

Zu verstehen, was die Mücken erschnüffeln, ist nur ein Teil der Geschichte; zu wissen, wie sie es tun, ist ebenfalls wichtig. Um genau zu sehen, wie die Mücken diesen Sinn nutzen, züchteten die Wissenschaftler gentechnisch veränderte Aedes aegypti-Mücken, „so dass wir ihre winzigen Köpfe aufschneiden und sie unter ein schickes Mikroskop legen konnten, um zu sehen, wie die Neuronen feuern, wenn sie menschlichen und tierischen Gerüchen ausgesetzt sind“, so McBride.

Das Forscherteam wusste bereits, dass Moskitos etwa 60 verschiedene Arten von Neuronen haben, die Gerüche wahrnehmen, und als sie in die Gehirne der Insekten schauten, dachten sie, sie würden eine Menge Aktivität sehen. Aber es war überraschend ruhig, was bedeutet, dass das Signal vielleicht recht einfach war und sich auf ein paar Arten von Neuronen beschränkte.

„Eine Art von Neuron reagierte sehr stark auf Menschen und Tiere. Eine andere Art von Neuronen reagierte auf beide – aber viel stärker auf Menschen als auf Tiere“, sagte McBride über diese Arbeit. Es könnte also sein, dass das Gehirn dieser Mücke einfach nur zwei Arten von Neuronen vergleicht.

Diese Art von Forschung ist erst möglich, seit die Technologie zur detaillierten Untersuchung von Mückengehirnen verfügbar ist, was erst vor kurzem geschah. „Es war traditionell sehr schwer, dies auf dem Niveau zu untersuchen, auf dem wir es jetzt tun“, sagte Potter.

Ein Beispiel für schnelle Evolution

Unglaublich, dass Mücken, die auf Menschen abzielen, sich in den letzten 5.000 Jahren so entwickelt haben, dass sie dazu in der Lage sind. Das ist ein „wirklich erstaunliches Beispiel für schnelle Evolution“, sagte McBride.

Die Aedes aegypti, auch bekannt als „Gelbfiebermücke“, überträgt auch Dengue, Zika und Chikungunya. Die Mücke stammt ursprünglich aus Afrika und gelangte wahrscheinlich mit Sklavenschiffen im 16. Jahrhundert in ihr heutiges Verbreitungsgebiet im Süden der Vereinigten Staaten sowie in Mittel- und Südamerika, so McBride.

Diese Krankheiten zusammen töten und erkranken jedes Jahr Tausende von Menschen, weshalb die Moskitos von den US-Zentren für Seuchenkontrolle und -prävention als „das tödlichste Tier der Welt“ bezeichnet werden. McBride und Potter hoffen, dass ihre Arbeit von anderen Forschern genutzt werden kann, die an Abwehrmitteln und Lockstoffen zur Verhinderung von Krankheiten arbeiten.

Es ist ganz einfach, sie fernzuhalten

Was das Insider-Wissen darüber angeht, wie man sich vor Bissen im eigenen Garten schützen kann, sagt McBride, dass sie einen Ventilator benutzt.

„Lassen Sie ihn Luft über die Stelle blasen, wo Sie draußen sitzen, oder über den Grill oder unter den Tisch, wo sie in Ihre Füße beißen.“ Es geht nicht darum, dass man den Duft herumbläst, um die Mücken aus der Bahn zu werfen, sagt sie.

Es liegt einfach daran, dass diese tödlichen Kreaturen, so McBride, „keine großen Flieger sind.“