(CNN) 世界に3000種以上いる蚊のうち、人間の血を吸うことに特化して進化しているのはごくわずかである。
人間を刺す蚊が、どのようにして私たちを効果的に追跡するのかは今のところわかっていませんが、蚊は私たちをかゆくするだけではないので、重要なことなのです。 蚊は、ジカ熱、デング熱、西ナイル・ウイルス、マラリアなど、命にかかわる危険な病気も媒介します。
実際、これらの厄介な虫を足止めすれば、これらの病気で失われる命を毎年50万人分も救える可能性があるのです。
「蚊が人間を刺すように進化したそれぞれのケースで、これまで2、3回しか起こっていませんが、彼らは厄介な病気の媒介者となります」と、ニュージャージー州のプリンストン神経科学研究所の生態学および進化生物学の助教授、キャロライン「リンディ」マクブライドは述べています。
そのため、彼女は、蚊がどのように人間を見つけ、標的にするかを理解したいと考えています。
「蚊はほとんど匂いに基づいて噛むものを選びます」と、研究室で人間を特に噛むように進化したイエネコという種類の蚊に焦点を当てているMcBrideは述べています。
メスの蚊だけが、卵を産むために血を吸う必要があるからです。
動物を刺すアフリカ産の亜種Aedes aegypti formosus（左）と、人間を刺し、世界的に侵略的な亜種Aedes aegypti aegypti（右）のメスの蚊を示したもの。
もし科学者が嗅覚をコントロールできれば、「これらの蚊が何をしているかを本当にコントロールできる」と、ジョンズ・ホプキンス大学の感覚生物学センターで神経科学の准教授を務めるクリストファー・ポッター氏は述べました。
私たちの臭いは複雑
どんな動物の臭いも、何百もの化学物質が特定の比率で混ざり合ってできているので、この質問に答えるのは簡単なことではありません。
「人間の臭いに含まれる実際の化学物質は、動物の臭いに含まれる化学物質と基本的に同じものです。
お腹を空かせたメスの蚊が通りかかるたびに、蚊はその小さな脳で複雑な化学計算を行い、何が人間で何が犬で何が花かを見極めているのだそうです。
A library of smells
「調査するために、私たちは、メスに人間と動物の天然の匂い抽出物を触れさせながら、脳の神経活動を記録することにしました」と、McBrideの研究室の大学院生であるZhilei Zhaoは、研究室の仕事を説明するTwitterスレッドの中で書きました。 必要な遺伝子試薬、匂い伝達システム、分析アプローチ」を開発するのに4年かかったと、Zhaoは書いています。
マクブライドの研究チームは、動物の臭いの化学組成のライブラリーを作成した。 「そのデータセットは実際には存在しないので、私たちは自分たちでそれを収集しに行くことにしました」と、McBrideの研究室の大学院生であるJessica Zungは述べています。
Zungはこれまでに、モルモット、ラット、ウズラなど、約40種類の動物から香りのサンプルを集めました。
ある共通の化合物が際立っていました
それらのいくつかを16の人間のサンプルと比較すると、何かが目に飛び込んできました。 デカナールという単純で一般的な化合物が、人間の皮膚に特に多く含まれているのです、とZungは述べています。
自然界に広く存在するデカナルは、ヒトでは、別のもっと複雑な化合物から生成されます。 Zungは、1970年代の研究（その多くはもともとニキビ治療のために行われたものです）をアーカイブから探し出し、私たちの皮膚の天然オイルの成分のひとつであるサピエン酸が分解すると、デカナールが残ることを詳述しました。 この酸は（その名前からもわかるように）人間にしか存在しない。 5005>
蚊が何を嗅ぎ分けているかを理解することは物語の一部に過ぎず、蚊がどのようにそれを行うかを知ることも重要です。 科学者たちは、蚊がこの感覚をどのように使うのかを正確に知るために、遺伝子組み換えのアカイエカを繁殖させました。「小さな小さな頭を切り開いて、おしゃれな顕微鏡に入れ、人間や動物の臭いにさらされたときにニューロンが発火するのを実際に観察できるようにしました」とマクブライドは述べています。
研究チームは、蚊には匂いを感知する約60種類のニューロンがあることをすでに知っていたので、昆虫の脳を見たとき、多くの活動が見られるかもしれないと思ったそうです。 しかし、それは驚くほど静かでした。つまり、シグナルはおそらく非常に単純で、わずか2種類のニューロンだけだったのです。
「1種類のニューロンは、人間と動物の両方に非常に強く反応しました。 もう1つのタイプのニューロンは、両方に反応しましたが、動物よりも人間にずっと強く反応しました」と、マクブライドはその研究について述べています。 つまり、蚊の脳が2種類のニューロンだけを比較しているのと同じくらい単純なことなのかもしれないのです。
このような研究が可能になったのは、蚊の脳を詳細に研究する技術が利用できるようになってからで、それはつい最近のことなのです。 「とポッターは言います。「従来は、私たちが今やっているようなレベルでこれを研究するのは非常に困難でした。
急速な進化の一例
信じられないことに、人間を狙う蚊は、過去5,000年の間にこのようなことができるように進化してきましたので、「急速な進化の本当に驚くべき例」だと、マクブライド氏は述べています。 この生物はアフリカで生まれ、1600年代に奴隷船でアメリカ南部や中南米の現在の範囲にたどり着いた可能性が高いと、McBrideは述べています。
これらの病気を合わせると、年間数千人が死亡したり病気になったりします。そのため、蚊は米国疾病対策予防センターから「世界で最も危険な動物」と呼ばれているのです。 マクブライドとポッターの両氏は、病気を防ぐための忌避剤や誘引剤の研究に取り組む他の研究者が、自分たちの研究を利用できるようになることを期待している。
動物を遠ざけるのは簡単
自宅の裏庭で噛まれないようにするための内部知識として、McBride氏は扇風機を使用していると述べています。
「外に座っているところや、バーベキューの上や、足を噛んでいるテーブルの下などに風を当てるんです」。 香りを吹き付けて蚊の軌道を狂わせるということではないそうです。
それは単に、この致命的な生き物が “あまり飛ぶことができない “からだと、McBrideは言いました。