Komary: system schładzania, aby ograniczyć szok termiczny

Komary z gatunku Anopheles opracowały zadziwiającą strategię, która pozwala im nie paść ofiarą szoku termicznego w momencie pobierania krwi swoich ofiar. Wydzielają one przez odbyt kroplę uryny wymieszaną z krwią ofiary. Parowanie tego płynu schładza ich brzuch. Tak właśnie pokazało badanie, które przeprowadziła pani Chloe Lahondere oraz pan Claudio Lazzari, a które ukazało się w przeglądzie naukowym Current Biology kilka dni temu.

Insekty są zwierzętami ektotermicznymi, to znaczy, że temperatura ich ciała przekracza temperaturę powietrza, które je otacza. Temperatury zbyt niskie, zbyt wysokie albo zbyt szybko i zbyt mocno się zmieniające, mogą mieć bardzo szkodlwie konsekwencje dla komarów, a dokładniej mówiąc, dla ich fizjologii.

Komary, które żywią się krwią ssaków albo ptaków, za każdym razem, kiedy się odżywiają, są narażane na bardzo duży stres termiczny spowodowany szybkim wejściem do ich ciał dużej ilości płynu przekraczającego temperaturę ich ciała. Prace badawcze ostatnio wykazały, że przy każdym krwawym posiłku, dochodziło do bardzo szybkiej syntezy protein  szoku termicznego, ktorych przeznaczeniem jest chronienie integralności komórkowej komarów.

W tym badaniu, dzięki kamerze termograficznej podczerwonej, pani Chloe Lahondere oraz pan Claudio Lazzari przeanalizowali w czasie rzeczywistym zmiany temperatury u komarów Anopheles. Komary te są odpowiedzialne za przenoszenie malarii, kiedy się odżywiają krwią swoich ofiar.

Rezultat? Otóż, kiedy temperatura ciała komara zaczyna rosnąć z powodu przyjęcia ciepłej krwi, komary uruchamiają zadziwiający proces termoregulacji, w celu  zredukowania zbyt wysokiej temperatury. W czasie kiedy komary jedzą swój posiłek, bardzo szybko wysyłają przez odbyt kropelkę płynu, który składa się z uryny i z krwi, którą insekt właśnie się odżywia, i ją zatrzymują. W kontakcie z powietrzem, kropla ta schłodzi się i wyparuje, a to obniży temperaturę brzucha.

Środek walki z malarią?

Mechanizm te, nazwany „evaporative cooling”, działa dzięki typowej posturze komarów, które siadają na skórze gospodarza utrzymując w górze tylną część ciala. Pozorne marnotrawstwo krwi eliminowanej wraz z kropelką moczu ma więc tutaj głęboki sens. Im większa jest ta kropla, tym większa będzie jej powierzchnia i tym skuteczniejsze będzie schładzanie.

Taka zdolność do unikania przegrzania ciała pozwala komarom na chronienie nie tylko integralności fizjologicznej, ale również integralności flory symbiotycznej, która na nich żyje. A w ostatecznym rozrachunku – również integralności pasożytów, które insekty te przenoszą.

Jeżeli szybka eliminacja uryny podczas krwawego posiłku zostałaby uniemożliwiona, nie tylko bilans wodny komara zostałby zaburzony, ale również zdolność do ograniczania zmienności temperatury ciała. Badacze teraz skupiają się nad pracami, które pozwolą stwierdzić, czy ten mechanizm fizjologicznych perturbacji może w jakimś sensie nam się przydać, w celu kontroli transmisji pasożyta odpowiedzialnego za malarię, czyli Plasmodium falciparum.