(CNN) Maailman yli 3000 hyttyslajista vain pieni osa on erikoistunut imemään ihmisverta.

Miten ihmistä purevat hyttyset jäljittävät meidät niin tehokkaasti, sitä ei tällä hetkellä tiedetä, mutta sillä on merkitystä, sillä ne eivät vain saa meitä kutisemaan. Ne kantavat myös vaarallisia tauteja, kuten zika-, dengue-, Länsi-Niilin virusta ja malariaa, jotka voivat olla tappavia.

Itse asiassa näiden ärsyttävien hyönteisten pysäyttäminen voisi pelastaa jopa puoli miljoonaa ihmishenkeä, jotka menehtyvät näihin tauteihin vuosittain.

”Jokaisessa sellaisessa tapauksessa, jossa hyttynen on kehittynyt puremaan ihmistä – mitä on tapahtunut vain kaksi tai kolme kertaa – niistä on tullut ikäviä tautien vektoreita”, sanoo Carolyn ”Lindy” McBride, ekologian ja evoluutiobiologian apulaisprofessori Princetonin neurotieteen instituutissa New Jerseyssä.

Sentähden hän haluaa ymmärtää, miten ne löytävät ihmiset ja kohdistuvat heihin.

Hyttyset haistavat meidät

”Hyttyset valitsevat puremansa useimmiten hajun perusteella”, sanoo McBride, jonka laboratorio keskittyy Aedes aegypti -hyttyslajiin, joka on kehittynyt puremaan nimenomaan ihmisiä.

Vain naarashyttyset imevät verta, koska ne tarvitsevat sitä muniensa tuottamiseen. Tieto siitä, miten mahdollisesti tauteja kantava naarashyttynen haistaa ihmisen ja jättää muut lämminveriset eläimet huomiotta, on keskeinen kysymys.

Kuvassa on eläimiä purevan afrikkalaisen alalajin Aedes aegypti formosus (vasemmalla) ja ihmistä purevan, maailmanlaajuisesti invasiivisen alalajin Aedes aegypti aegypti (oikealla) naarashyttysiä.

Kun tämä tiedetään paremmin, voidaan valmistaa paljon tehokkaampia karkotteita – tai syöttejä, joilla hyttyset houkutellaan pois ihmisten luota – ja siten pelastaa ihmishenkiä, sanoo Christopher Potter, neurotieteen apulaisprofessori Johns Hopkinsin yliopiston aistibiologian keskuksesta.

Jos tiedemiehet pystyvät hallitsemaan hyttysten hajuaistia, ”voimme todella kontrolloida sitä, mitä nämä hyttyset tekevät”

sanoi Potter, joka tutkii toista ihmiselle spesifistä hyttysmyrkkyä, malariaa levittävää anophelesta.

Hajumme ovat monimutkaisia

Kysymykseen ei ole helppo vastata, sillä mikä tahansa eläimen haju koostuu sadoista kemiallisista yhdisteistä, jotka on sekoitettu toisiinsa tietyissä suhteissa.

”Ihmisen hajussa esiintyvät varsinaiset kemikaalit ovat periaatteessa samoja kuin eläinten hajussa esiintyvät kemikaalit – ainutlaatuista on näiden yhdisteiden suhteet ja suhteellinen runsaus ihmisen seoksissa”, sanoo McBride, jonka tutkimus keskittyy näihin kysymyksiin.

Joka kerta, kun nälkäinen naarashyttynen lentää ohi, se tekee monimutkaista kemiallista matematiikkaa pienissä aivoissaan ja selvittää, mikä on ihminen, mikä koira ja mikä kukka.

Tuoksujen kirjasto

”Tutkiaksemme asiaa päätimme rekisteröidä naaraiden aivojen neuraalista aktiivisuutta, kun ne altistettiin luonnollisille ihmisen ja eläimen hajuuutteille”, kirjoitti McBriden laboratoriossa työskentelevä jatko-opiskelija Zhilei Zhao laboratorion työtä kuvaavassa Twitterissä. Kesti neljä vuotta kehittää ”tarvittavat geneettiset reagenssit, hajujen jakelujärjestelmät ja analyyttiset lähestymistavat”, Zhao kirjoitti.

(Vasemmalta) Princetonin tutkijatohtori Noah Rose ja Gilbert Bianquinche tutkivat puunreikää Kedougoun lähellä Senegalissa Aedes aegypti -hyttysen toukkien varalta. Yli puolet maailman väestöstä asuu alueilla, joilla esiintyy Aedes aegypti -hyttysiä.

McBriden laboratorioryhmä loi kirjaston eläinten hajujen kemiallisesta koostumuksesta. ”Tällaista tietoaineistoa ei oikeastaan ole olemassa – joten päätimme lähteä keräämään sitä itse”, sanoo Jessica Zung, joka on jatko-opiskelija McBriden laboratoriossa.

Zung on tähän mennessä kerännyt hajunäytteitä noin 40 eri eläimestä, muun muassa marsuista, rotista ja viiriäisistä.

Yksi yhteinen yhdiste erottui joukosta

Vertailtaessa joitakin niistä 16 ihmisen näytteisiin, jotain ponnahti esiin. Dekanaali, yksinkertainen, yleinen yhdiste, on erityisen runsas ihmisen ihossa, Zung sanoi.

Luonnossa kaikkialla esiintyvä dekanaali on ihmisessä peräisin toisesta, monimutkaisemmasta yhdisteestä. Zung kaivautui arkistoihin löytääkseen 1970-luvulla tehdyn tutkimuksen (josta suuri osa oli alun perin tehty aknelääkkeen löytämiseksi), jossa kerrottiin yksityiskohtaisesti, kuinka kun yksi ihomme luonnollisten öljyjen komponentti, sapeenihappo, hajoaa, dekanaalia jää jäljelle. Tätä happoa (kuten sen nimikin osoittaa) esiintyy vain ihmisissä. Se johtaa todennäköisesti korkeisiin dekanaalipitoisuuksiin, jotka auttavat hyttysiä haistamaan tiensä luoksemme, mutta lisää tutkimuksia on tehtävä.

Ymmärrys siitä, mitä hyttyset haistavat, on vain osa tarinaa; on myös tärkeää tietää, miten ne tekevät sen. Nähdäkseen tarkalleen, miten hyttyset käyttävät tätä aistia, tutkijat kasvattivat geneettisesti muunneltuja Aedes aegypti -hyttysiä, ”jotta voisimme leikata niiden pikkuiset päät auki ja laittaa ne hienon mikroskoopin alle ja seurata, miten neuronit laukeavat, kun ne altistuvat ihmisten ja eläinten hajuille”, McBride sanoo.

Tutkijaryhmä tiesi jo, että hyttysillä on noin 60 erilaista neuronityyppiä, jotka aistivat hajuja, joten kun he katsoivat hyönteisten aivoihin, he arvelivat näkevänsä paljon toimintaa. Mutta se oli yllättävän hiljaista, mikä tarkoittaa, että signaali oli ehkä melko yksinkertainen, vain pariin neuronityyppiin asti.

”Yksi neuronityyppi reagoi todella voimakkaasti sekä ihmisiin että eläimiin. Toinen neuronityyppi reagoi molempiin – mutta se reagoi paljon voimakkaammin ihmisiin kuin eläimiin”, McBride kertoi tuosta työstä. Kyse voi siis olla niinkin yksinkertaisesta asiasta kuin siitä, että hyttysen aivoissa verrattiin vain kahta neuronityyppiä.

Tämmöinen tutkimus on ollut mahdollista vasta sen jälkeen, kun hyttysten aivojen yksityiskohtaiseen tutkimiseen tarvittava teknologia tuli saataville, mikä tapahtui vasta hiljattain. ”Perinteisesti on ollut hyvin vaikeaa tutkia tätä sillä tasolla, jolla teemme sitä nyt”, Potter sanoi.

Esimerkki nopeasta evoluutiosta

Hämmästyttävää kyllä, ihmisiin kohdistuvat hyttyset ovat kehittyneet kykeneviksi tähän vain viimeisten 5 000 vuoden aikana, joten se on ”todella hämmästyttävä esimerkki nopeasta evoluutiosta”, McBride sanoi.

Aedes aegypti eli ”keltakuumehyttynen” kantaa myös dengueta, zikaa ja chikungunyaa. McBriden mukaan hyttynen on peräisin Afrikasta, ja se kulkeutui todennäköisesti orjalaivoilla 1600-luvulla nykyiselle levinneisyysalueelleen Yhdysvaltojen eteläosiin sekä Keski- ja Etelä-Amerikkaan.

Nämä taudit yhdessä tappavat ja sairastuttavat vuosittain tuhansia ihmisiä, minkä vuoksi Yhdysvaltain tautien torjunta- ja ehkäisykeskukset ovat kutsuneet hyttysiä ”maailman tappavimmaksi eläimeksi”. McBride ja Potter toivovat molemmat, että heidän työtään voisivat käyttää muutkin, jotka työskentelevät karkotteiden ja houkuttimien parissa tautien ehkäisemiseksi.

Sen pitäminen loitolla on yksinkertaista

Sikäli kuin on olemassa sisäpiirin tietoa siitä, miten välttyä puremilta omalla takapihalla, McBride sanoi käyttävänsä tuuletinta.

”Laita se puhaltamaan ilmaa sen päälle, missä istut ulkona tai grillin päälle tai pöydän alle, missä ne purevat jalkojasi.” Kyse ei ole siitä, että puhallat tuoksua ympäriinsä lyödäksesi hyttyset pois tieltä, hän sanoi.

Se johtuu yksinkertaisesti siitä, että nämä tappavat otukset, McBride sanoi, ”eivät ole hyviä lentäjiä”.