Een Aedes aegypti mug die vastgelijmd is voor een experiment (foto: Kiley Riffell).

Als je naar muggen slaat, kunnen ze je geur leren te vermijden

De meeste mensen zullen ongetwijfeld denken dat muggen niet erg goed zijn in iets leren, maar mogelijk vergissen ze zich. Uit een nieuwe studie blijkt dat muggen wel degelijk kunnen leren een bepaalde geur te associëren met een onprettige mechanische schok, die lijkt op wat er gebeurt als men naar hen slaat. Vervolgens zullen ze die geur dan vermijden. 

"Eens muggen een geur hadden leren kennen op een manier die aversie opriep, lokten die geuren een even sterke negatieve reactie uit als DEET, wat een van de meest doeltreffende insectenwerende middelen is. Bovendien kunnen ze zich de aangeleerde geuren dagenlang herinneren", zei Jeff Riffell op de website van de University of Washington. Riffell is professor biologie aan de UW en de belangrijkste auteur van de studie.

Onderzoekers wisten al dat muggen niet op goed geluk beslissen wie ze al dan niet zullen steken, en een duidelijke voorkeur vertonen voor sommige mensen. Het is ook geweten dat ze van gastheer wisselen naar gelang van het seizoen, en dat sommige soorten bijvoorbeeld in de zomer zich voeden met het bloed van vogels, en met dat van vogels en zoogdieren in de rest van het jaar. 

Een vastgemaakte mug wordt verbonden met sensoren om de electro-fysiologische informatie in de hersenen vast te leggen (foto: Kiley Riffell).

Mechanische schok

Riffell en zijn collega's wilden meer te weten komen over hoe het leren een invloed zou kunnen hebben op wie de muggen bij voorkeur zouden steken.  

Als eerste stap trainden ze muggen door de geur van een bepaald individu of een bepaalde diersoort - een rat tegenover een kip bijvoorbeeld -, te combineren met een mechanische schok. Voor die schok gebruikten ze een toestel dat de vibraties en de versnellingen nabootst, die een mug zou kunnen meemaken als iemand probeert haar dood te meppen. 

De insecten leerden al snel het verband te leggen tussen de geur van de gastheer en de mechanische schok, en ze gebruikten die informatie om te beslissen in welke richting ze zouden vliegen. Opvallend daarbij was wel dat de muggen nooit leerden de geur van een kip te vermijden. 

De activiteit van dopamine (purper) in de hersenen van een Aedes aegypti mug (foto:  Gabriella Wolff).

Dopamine

Leren is bij veel dieren, van honingbijen tot mensen, afhankelijk van dopamine in de hersenen. 

Uit experimenten van Riffell en zijn team blijkt dat dopamine ook essentieel is voor het leren bij muggen. Genetisch gemanipuleerde muggen zonder receptoren voor dopamine verloren het vermogen om te leren. 

De onderzoekers lijmden muggen ook vast in een speciaal ontworpen, 3-D-geprinte miniatuur "arena", waarin de insecten ter plaatse konden vliegen terwijl de onderzoekers de activiteit vastlegden van de zenuwcellen  in het olfactorisch centrum - het centrum van de reukzin - in de hersenen. 

Die experimenten toonden aan dat zonder dopamine de neuronen - de zenuwcellen - minder de neiging hadden om te vuren. Het gevolg daarvan was dat de muggen minder in staat waren om de informatie van de geuren te verwerken en ervan te leren.  

De miniatuur "arena" waarin de onderzoekers de respons testen van muggen op verschillende geuren (foto: Kiley Riffell).

Bestrijden van muggen

De bevindingen van de nieuwe studie kunnen volgens de onderzoekers belangrijke gevolgen hebben voor de bestrijding van muggen en de strijd tegen door muggen verspreide ziekten. 

"Door te begrijpen hoe muggen beslissen wie ze zullen steken, en hoe leren dat gedrag beïnvloedt, kunnen we beter de genen en de neurologische basis voor die gedragingen begrijpen", zei Riffell. "Dat zou kunnen leiden tot meer doeltreffende middelen om muggen te bestrijden."

Nu ze een beter begrip hebben van hoe muggen leren om bepaalde gastheren te mijden, zeggen de onderzoekers dat ze bezig zijn het vermogen te onderzoeken van muggen om een favoriete gastheer te leren kennen en te onthouden. "In de beide gevallen denken we dat dopamine een sleutelrol speelt", zei professor Riffell. 

De studie van Riffell en zijn team is gepubliceerd in "Current Biology"