Gena care le permite masculilor de țânțari să audă femelele
O echipă de cercetători a identificat gena responsabilă pentru capacitatea masculilor de țânțari de a localiza femelele după sunetul bătăilor aripilor. Descoperirea ar putea contribui la noi strategii de limitare a reproducerii țânțarilor și, implicit, a răspândirii bolilor transmise de aceștia.
Cercetarea a fost condusă de Yumin Loh, Matthew Su și Azusa Kamikouchi de la Institutul de Bio-Molecule Transformatice al Universității Nagoya din Japonia, împreună cu Daniel Eberl de la Universitatea din Iowa. Rezultatele au fost publicate în jurnalul PLOS Biology pe 27 octombrie 2026.
Roiuri la amurg și frecvențe distincte
Țânțarul Aedes aegypti, vector al unor boli precum dengue, Zika și febra galbenă, se reproduce printr-un comportament bine definit: la amurg, masculii se adună în roiuri și așteaptă sosirea femelelor. Când o femelă se apropie, masculii îi detectează sunetul bătăilor aripilor, o urmăresc și se împerechează cu ea. Frecvențele bătăilor aripilor diferă între sexe: aproximativ 750 Hz la masculii de Aedes aegypti și circa 450 Hz la femele.
După împerechere, femelele caută o gazdă, se hrănesc cu sânge și depun ouă. Auzul este esențial pentru masculi în găsirea partenerei, iar înțelegerea mecanismelor auditive ar putea duce la metode noi de control al reproducerii.
Rolul genei fruitless
La insecte, una dintre genele care generează diferențe sexuale în funcționarea sistemului nervos este fruitless. Studii anterioare pe musculițe de oțet au arătat că această genă este principalul responsabil pentru diferențele comportamentale între sexe. În noul studiu, cercetătorii au analizat influența genei asupra comportamentului și auzului masculilor de țânțari.
Urechea țânțarului cuprinde organul Johnston, situat la baza antenei, și flagelul lung care se întinde de la acesta. Organele auditive sunt puternic dimorfice, iar masculii și femelele sunt sensibili la frecvențe sonore diferite.
Comportament modificat la masculii mutanți
Masculii cu gena fruitless mutată nu se mai adună cu ceilalți masculi la amurg și manifestă un comportament asemănător femelelor. De asemenea, dacă masculii normali sunt puternic atrași de frecvențele care corespund bătăilor aripilor femelelor, masculii mutanți nu au fost atrași de niciuna dintre frecvențele testate.
Flagelul primește sunetul și vibrează, la fel ca timpanul uman. Vibrațiile sunt transmise organului Johnston, care activează neuronii din interiorul acestuia.
Auzul afectat al masculilor mutanți
În ureche, echipa a confirmat o exprimare puternică a genei fruitless în organul Johnston, ceea ce sugerează implicarea ei în funcționarea organului auditiv. Examinarea performanței auditive a arătat mai multe diferențe între masculii mutanți și cei normali.
Masculii normali își vibrează urechile pentru o sensibilitate maximă la sunetele bătăilor aripilor femelelor. La masculii mutanți, sensibilitatea maximă s-a deplasat spre frecvențe mai înalte, în afara intervalului specific bătăilor aripilor femelelor. Totodată, detectarea sunetelor a fost grav afectată: răspunsul neuronilor auditivi la sunet a fost de șase ori mai slab decât la masculii normali.
Rețele neuronale și gene implicate
Printre toate insectele, doar urechile țânțarilor conțin neuroni auditivi eferenți, care pleacă de la sistemul nervos central spre ureche și modulează funcția auditivă. Examinarea anatomiei interne a organului Johnston a arătat că masculii mutanți au o rețea de neuroni auditivi eferenți modificată față de masculii de control. Mutarea genei fruitless feminizează parțial masculii și le afectează capacitatea de a amplifica sunetele.
Gena fruitless este considerată a suprima direct genele de tip femelă și a potența indirect exprimarea genelor de tip mascul. Analizând date de secvențiere ARN din urechile țânțarilor, cercetătorii au identificat modificări în exprimarea genelor care codifică dineinele, proteine motoare mari asociate anterior cu diferențele auditive între sexe. Tipurile de dineină exprimate diferă între masculii mutanți și cei de tip sălbatic, ceea ce ar putea explica amplificarea auditivă afectată. Efectul cumulat al acestor modificări ar sta la baza urechii specifice masculului, care îi permite să detecteze sunetul bătăilor aripilor femelelor.
Posibile aplicații pentru controlul țânțarilor
Rezultatele arată că gena fruitless este responsabilă pentru stabilirea funcției auditive a masculilor. Deoarece masculii trebuie să audă sunetul bătăilor aripilor femelelor pentru ca împerecherea să aibă loc, vizarea acestei gene și a genelor asociate ar putea interfera cu cele mai timpurii etape ale reproducerii.
