Mosquitos e radiação infravermelha: descoberta da UCSB sobre como encontram humanos

Embora uma picada de mosquito seja, muitas vezes, apenas um incómodo passageiro, em muitas regiões do planeta pode tornar-se um problema sério.

Alguns mosquitos, como o Aedes aegypti, transmitem vírus responsáveis por mais de 100 milhões de casos anuais de doenças como dengue, febre amarela e Zika.

Há ainda outra espécie, o Anopheles gambiae, que dissemina o parasita causador da malária, provocando mais de 400,000 mortes por ano, segundo a Organização Mundial da Saúde. Números como estes valeram aos mosquitos a reputação de serem os animais mais mortíferos.

Como os mosquitos localizam os seus hospedeiros

Os mosquitos machos não representam perigo, mas as fêmeas precisam de sangue para que os ovos se desenvolvam. Por isso, há mais de um século que os cientistas procuram perceber de que forma estes insectos encontram os seus hospedeiros.

Ao longo desse trabalho, ficou claro que os mosquitos não dependem de um único sinal: combinam diferentes sentidos, accionados a várias distâncias, para identificar e alcançar o alvo.

Agora, uma equipa liderada por investigadores da University of California, Santa Barbara (UCSB) acrescentou uma capacidade ao conjunto de sentidos já conhecido nos mosquitos: a detecção de infravermelhos.

Os cientistas observaram que a radiação infravermelha emitida por uma fonte aproximadamente à temperatura da pele humana duplica o comportamento de procura do hospedeiro quando é combinada com CO2 e odor humano.

“O mosquito que estudamos, Aedes aegypti, é excepcionalmente competente a encontrar hospedeiros humanos”, afirmou Nicolas DeBeaubien, co-primeiro autor do estudo e antigo estudante de pós-graduação e investigador de pós-doutoramento na UCSB, no laboratório do Professor Craig Montell. “Este trabalho traz uma nova luz sobre como conseguem fazê-lo.”

Detectar novos hospedeiros à distância

É amplamente reconhecido que mosquitos como o Aedes aegypti recorrem a vários sinais para se orientarem até um hospedeiro a partir de longe.

“Entre eles estão o CO2 da nossa respiração, os odores, a visão, o calor (por convecção) da nossa pele e a humidade do nosso corpo”, explicou Avinash Chandel, co-primeiro autor e actualmente pós-doutorando na UCSB, no grupo de Montell. “No entanto, cada um destes sinais tem limitações.”

A visão destes insectos é fraca e, além disso, ventos fortes ou movimentos rápidos podem atrapalhar a capacidade de seguir pistas químicas.

Perante estas restrições, os investigadores questionaram-se se os mosquitos conseguiriam captar um sinal direccional mais fiável.

A distâncias de cerca de 10 centímetros, os mosquitos conseguem detectar o calor irradiado pela nossa pele. E, depois de pousarem, também conseguem sentir a temperatura cutânea.

Estas capacidades correspondem a duas das três formas de transferência de calor: convecção (calor transportado pelo ar) e condução (calor por contacto directo).

Contudo, a energia térmica também pode percorrer distâncias maiores quando é convertida em ondas electromagnéticas - tipicamente no espectro dos infravermelhos (IR).

Como animais como as víboras-de-fosseta conseguem detectar IR térmico proveniente de presas quentes, a equipa quis saber se os mosquitos, como o Aedes aegypti, poderiam fazer algo semelhante.

Como o estudo foi feito

Os investigadores colocaram mosquitos fêmeas num ambiente controlado e avaliaram o comportamento de procura do hospedeiro em duas zonas.

Nas duas zonas foram introduzidos odores humanos e CO2 em concentrações semelhantes às que expiramos. No entanto, apenas uma das zonas foi também exposta a IR proveniente de uma fonte à temperatura da pele.

Para impedir a troca de calor por condução e convecção, foi usada uma barreira. Em seguida, a equipa contou quantos mosquitos começaram a sondar, como se estivessem à procura de uma veia.

Radiação infravermelha e actividade dos mosquitos

Quando se acrescentou radiação infravermelha térmica proveniente de uma fonte a 34º Celsius (aproximadamente a temperatura da pele), a actividade de procura do hospedeiro duplicou.

Este comportamento confirmou que a radiação infravermelha é um sentido agora documentado que os mosquitos usam para localizar seres humanos. A equipa concluiu que este mecanismo continua a funcionar até cerca de 70 centímetros.

“O que mais me impressionou neste trabalho foi a força com que o IR acabou por funcionar como sinal”, disse DeBeaubien. “Assim que acertámos em todos os parâmetros, os resultados foram inegavelmente claros.”

Estudos anteriores não tinham detectado qualquer efeito do infravermelho térmico no comportamento dos mosquitos, mas o autor sénior Craig Montell suspeita que isso se deva a diferenças na metodologia.

“Por si só, nenhum sinal isolado estimula a actividade de procura do hospedeiro. Só no contexto de outros sinais, como CO2 elevado e odor humano, é que o IR faz diferença”, disse Montell. De facto, a sua equipa verificou que o infravermelho, por si só, não tem impacto.

Como é que os mosquitos detectam IR?

Os mosquitos não conseguem detectar radiação infravermelha térmica da mesma forma que detectam a luz visível, porque a energia do IR é demasiado baixa para activar as proteínas de rodopsina responsáveis por captar a luz visível nos olhos dos animais.

Segundo Montell, não existe nenhuma proteína conhecida que seja activada por radiação com comprimentos de onda tão longos. Ainda assim, há outra forma de detectar infravermelhos.

“Temos calor convertido em ondas electromagnéticas, que depois volta a ser convertido em calor”, explicou Montell, salientando que o IR proveniente do sol tem um comprimento de onda diferente do IR gerado pelo calor do nosso corpo, porque o comprimento de onda depende da temperatura da fonte.

Calor do corpo humano e neurónios dos mosquitos

Os investigadores avançaram com a hipótese de que o nosso calor corporal - que gera IR - poderia incidir em certos neurónios do mosquito e activá-los ao aquecê-los. Assim, os mosquitos conseguiriam perceber a radiação de forma indirecta.

Já se sabia que as pontas das antenas dos mosquitos contêm neurónios sensíveis ao calor. A equipa verificou que, ao remover essas pontas, os mosquitos deixavam de conseguir detectar a radiação infravermelha.

Mosquitos, humanos e radiação infravermelha

Metade da população mundial está em risco de contrair doenças transmitidas por mosquitos, e cerca de mil milhões de pessoas são infectadas todos os anos.

Além disso, as alterações climáticas e as viagens internacionais têm alargado a área de distribuição do Aedes aegypti para lá de países tropicais e subtropicais, levando estes mosquitos a zonas dos EUA - como a Califórnia - onde não eram encontrados há apenas alguns anos.

A descoberta da equipa pode contribuir para melhorar estratégias de controlo das populações de mosquitos. Por exemplo, integrar IR térmico de fontes próximas da temperatura da pele poderá tornar as armadilhas mais eficazes.

Os resultados também ajudam a perceber por que motivo a roupa larga é particularmente eficaz a evitar picadas. Além de dificultar o acesso dos mosquitos à pele, a roupa folgada permite que o IR se dissipe no espaço entre a pele e o tecido, tornando a detecção mais difícil para os mosquitos.

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