|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Дом без насекомых. Какой запах привлекает клоповЧто же привлекает постельного клопаИзвестно, что постельный клоп предпочитает кровь человека и в меньшей степени — кровь других теплокровных животных. Шведские биологи исследовали, какие именно составляющие человеческого запаха привлекают клопов. Оказалось, что эти насекомые избирательно реагируют всего на пять органических веществ, причем в слабых концентрациях. Сильные концентрации, напротив, их отпугивают. В наши дни отмечается широкое распространение постельных клопов в жилых помещениях. Чем это вызвано — не очень понятно, хотя наверняка привыкание к инсектицидам, которое отмечается для других кровососущих насекомых, играет свою отрицательную роль. Еще в первой половине ХХ века было показано, что постельные клопы привлекаются углекислым газом и теплом. При этом клопы предпочитают идти именно на человеческий запах, а не на запах других теплокровных животных, хотя при отсутствии выбора они не брезгуют домашними животными, птицами и грызунами. Запах нашей кожи включает в себя порядка 400 летучих химических веществ. Известно, что некоторые из этих веществ используются кровососущими насекомыми в процессе поиска пищи. Например, различные карбоновые кислоты, к которым относится, в частности, молочная кислота, привлекают комаров, мошку и некоторых других кровососущих насекомых. Но постельных клопов, оказывается, эти вещества не прельщают. Шведские биологи из Лундского университета и Шведского сельскохозяйственного университета в Алнарпе провели комплексное исследование, в котором постарались идентифицировать биологически активные составляющие человеческого запаха, которые вызывают физиологический и поведенческий ответ у постельного клопа. Исследование начали со сбора индивидуальных запахов человека. За 24 часа до этой процедуры волонтеров попросили не принимать алкоголь и острую пищу, а также не использовать духов и душистых моющих средств. Волонтера помещали в пластиковый мешок с дыркой для головы и затем выкачивали насосом воздух из мешка. Выкачанный воздух пропускали через двехроматографические колонки, содержащие разные типы сорбентов. В хроматографических колонках не проводили разделения по фракциям, а просто смывали адсорбированные вещества раствором углеводорода пентана. В исследовании были использованы запахи восьми волонтеров. Для контроля выкачали воздух из пустого мешка и теми же методами пропустили через колонки. Экстракты запахов были проанализированы на газовом хроматографе.
Авторы исследовали ответы ольфакторных (воспринимающих запахи) рецепторов клопа на стимуляцию суммарным запахом и отдельными фракциями. Ранее почти тем же коллективом авторов было показано, что рецепторы, которые располагаются на антеннах и воспринимают запахи, можно разделить у постельных клопов на три категории: бороздчатые шипики (C sensilla), гладкие шипики (D sensilla) и волоски (E sensilla) (рис. 1). Эти категории рецепторов различаются не только внешним строением кутикулярного выроста, но и количеством рецепторных клеток, лежащих в его основании. Только гладкие шипики, или D-рецепторы, хорошо отвечали на стимуляцию сульфидами, эфирами, альдегидами, кетонами и другими веществами (рис. 2).
Протестировав ответы D-рецепторов на 31 вещество, ученые выделили три подтипа (Dα, Dβ и Dγ) на основании их ответов на те или иные вещества. Одиночные рецепторные клетки по-разному отвечали на суммарный запах человека. Клетки, лежащие в основании волосков и бороздчатых шипиков, совсем не реагировали на стимул, тогда как клетки в основании гладких шипиков отвечали на него, но по-разному (рис. 3). Лучше всего отвечали клетки типа Dγ.
Далее авторы выяснили, что только четыре альдегида (гептаналь, октаналь, нонаналь и деканаль) и кетон метилгептенон (6-methyl-5-hepten-2-one), или сулькатон (sulcatone), входящие в состав суммарного запаха, вызывают хороший ответ в клетках типа Dβ и Dγ (рис. 4). Волонтеры отличались друг от друга по наличию вышеперечисленных пяти веществ. У четырех человек (A, B, F, H) присутствовали все пять веществ, у трех человек (D, E, G) не было гептаналя и у одного человека (C) не было гептаналя и октаналя. Поэтому авторы решили исследовать поведенческие реакции клопов на запахи волонтеров A, B, C и D, а также на суммарный запах всех волонтеров.
Для исследования поведения C. lectularius авторы использовали самодельный ольфактометр, сделанный из обычной пластиковой чашки Петри. Чашка была поделена перегородкой на две равные части, куда помещались фильтровальные бумажки, пропитанные исследуемым раствором и растворителем в качестве контроля. Чашка накрывалась металлической сеткой, которая служила ареной для клопов, а сверху накрывалась крышкой с центральным отверстием. Отверстие предотвращало смешение запахов, и, кроме того, через него опускали клопов на арену. При последующем анализе передвижения клопа по арене выделяли контрольный и тестовый участки, причем для каждого из них различали открытую зону и края зоны (где меньше пахло). Поведение снимали на видеокамеру и затем анализировали траектории движения клопов (рис. 5).
Для тестирования клопов были использованы не только исходные запахи, но и разведенные в 10 и в 100 раз. Всего было протестировано 15 образцов запахов, а результаты были проанализированы с помощью метода главных компонент. Результаты представлены на рис. 6, на котором можно увидеть довольно четкие различия в поведении клопов в зависимости от тестируемой смеси веществ. Значения по оси Х (фактор 1 анализа главных компонент) — так называемый индекс отталкивания (index of repulsion), который коррелирует со временем, проведенным клопом в контрольной зоне. Значения по оси Y (фактор 2) — индекс перемещения в открытой зоне, коррелирующий со временем, проведенным клопом ближе всего к тестовому запаху. Авторы применили еще статистический тест, чтобы объединить сходные поведенческие ответы в кластеры. В результате оказалось, что неразведенные экстракты запахов волонтеров А и С, а также суммарный запах вызывали сходный отталкивающий эффект. Напротив, неразведенные экстракты запахов волонтеров В и D и разведенные в 10 раз запахи А и С вызывали почти тот же эффект, что и контрольный запах, то есть нейтральный ответ. Слабое предпочтение выказывалось клопами в основном тем экстрактам, которые были разведены в 100 раз.
Какое же заключение следует из данного исследования? Во-первых, постельные клопы реагируют на значительно более узкий спектр органических веществ, присутствующих в запахе человека, чем другие кровососущие насекомые. Комары, мошка, поцелуйный клоп из подсемейства Triatominae, муха цеце реагируют на те же вещества, что и клопы, но, кроме того, их еще привлекают по меньшей мере пять органических веществ в составе человеческого запаха. В таком случае, постельные клопы являются менее приспособленными паразитами человека, чем другие кровососущие насекомые. Этот факт кажется удивительным, учитывая то, что человек является излюбленным хозяином для этого паразита. Выходит, что сенсорная система клопа в процессе эволюции не подверглась оптимизации в той степени, в которой она отмечается у других человеческих паразитов. Другое интересное заключение, следующее из этой работы, касается концентрации запахов, привлекающих клопов. Сильные концентрации человеческого запаха отпугивают клопов, а слабые — привлекают. Но этот результат, оказывается, согласуется с данными по другим насекомым, например по разным видам комаров, которые тоже предпочитают слабые концентрации специфических запахов. Может, были правы наши далекие предки, которые не очень часто баловали себя мытьем… Источник: V. Harraca , C. Ryne, G. Birgersson, R. Ignell. Smelling your way to food: can bed bugs use our odour? // Journal of Experimental Biology. 2012. V. 215. Pp. 623–629. klop22.net Запах для клопов — не главноеНаталья Резник«Троицкий вариант» №8(102), 24 апреля 2012 года Казалось бы, в наш век чистящих средств, мощных пылесосов и автоматических стиральных машин о клопах можно забыть, ан нет! Постельные кровососы частенько беспокоят жителей развитых стран, Интернет полон фотографиями европейцев, демонстрирующих укушенные места. Так что борьба с клопами по-прежнему актуальна, но малоэффективна, поскольку за много лет люди так и не выяснили, какие вещества клопов привлекают, а какие отпугивают. Запах человека сложен и состоит примерно из 400 компонентов, среди которых ученые не нашли ни одного явного аттрактанта. На путь химической войны с клопами вступили специалисты Лундского университета (Lund University) и Шведского сельскохозяйственного университета (Swedish University of Agricultural Sciences) под руководством профессора Рикарда Игнелла (Rickard Ignell). Ученые установили, что паразитов привлекают пять летучих, т. е. пахучих, веществ, выделяемых человеческим телом, — четыре альдегида и кетон. В поисках добычи постельные клопы Cimex lectularius ориентируются на тело, выделяющее тепло и углекислый газ, а также эти пахучие вещества. При этом насекомые здраво оценивают свои возможности и реагируют только на малые концентрации летучих веществ. Если же запах слишком силен, клопы предпочитают не связываться и удалиться. Еще в первой половине ХХ века специалисты выяснили, что клопы находят человека, ориентируясь на исходящее от него тепло и выделяемый углекислый газ, что экспериментально подтверждено уже в нашем столетии. Однако в то же время, в 1932 году, исследователь из Массачусетса Иезекииль Ривни (Ezekiel Rivnay) обнаружил, что C. lectularius привлекает не только дышащее теплое тело, но и холодные кусочки кожи животных. Очевидно, клопы ориентируются еще и по запаху. Но какие именно ароматы привлекают паразитов, ученому установить не удалось. По данным Ривни, запахи крови, мышц, подкожной клетчатки и чисто вымытой кожи не влияют на поведение клопов, запах желчи их отталкивает, а печень сначала привлекает, а затем отталкивает; притягательность пота зависит от стадии его распада. Из проверенных веществ C. lectularius милее всего оказались кожное сало и ушная сера. Но «запах кожного сала» — понятие совершенно ненаучное. Шведские исследователи проверили реакцию клопов на отдельные летучие вещества, выделяемые человеческим телом. Прежде всего, эти вещества нужно было получить. В исследовании приняли участие восемь добровольцев. Нет, их не отдали на съедение клопам. Эти люди два с половиной часа прели в специальных мешках, из которых только головы торчали. Сверху в мешки медленно вдували газовую смесь, не содержащую СО2 (20,9% кислорода и 79,1% азота), а снизу откачивали и экстрагировали из нее летучие вещества. Исследователям удалось выделить около сотни компонентов человеческого запаха и проверить их действие на обонятельные рецепторы насекомых. Постельные клопы воспринимают запахи с помощью сенсилл, расположенных на антеннах. Сенсиллы похожи на волоски или шипики, в основании которых расположены рецепторы — нейроны, воспринимающие запахи. С помощью микроманипулятора ученые подсоединили к сенсиллам микроэлектроды и фиксировали частоту электрических импульсов, возникающих в рецепторах в ответ на запах всего тела и отдельные его компоненты. Оказалось, что на предъявленные стимулы реагируют не все сенсиллы, а лишь один их тип — D-сенсиллы, или гладкие шипики. Причем их рецепторы возбуждаются в ответ лишь на несколько соединений — ненасыщенный кетон сулькатон (6-метил-5-гептен-2-он, β-метилгептенон) и четыре альдегида (гептаналь, октаналь, нонаналь и деканаль). Этот набор удивил исследователей, поскольку данные альдегиды и кетон выделяет кожа любого позвоночного. А к таким летучим веществам, как геранилацетон или молочная кислота, характерным для человека, клопы оказались равнодушны. Получается, что им лишь бы теплой кровушки попить, а из кого — безразлично. Не все люди выделяют полный набор из пяти веществ. Исследователи продолжили работу с запахами двух добровольцев, содержавшими все пять летучих соединений, с одним, в котором отсутствовал гептаналь, и еще с одним, без гептаналя и октаналя. Эти пахучие экстракты, а также микс — смесь запахов всех добровольцев они использовали в поведенческом тесте, который должен был показать, какую именно реакцию вызывают у клопов возбуждающие запахи — могут ли они служить репеллентом, или приманкой. Для поведенческого теста ученые изготовили специальное устройство — чашку Петри с погребом. Чашку разделили стеночкой пополам, в каждую половину поместили фильтр с нанесенным на него пахучим экстрактом (стимулом) или контролем. В качестве контроля использовали экстракт из искусственного воздуха, продуваемого через пустые мешки. Эту конструкцию закрывали сверху частой сеткой, на которую выпускали насекомое. Исследователи работали с девственными самцами и самками клопов, которых 10–20 дней морили голодом. Перемещения клопа фиксировали видеокамеры, а наблюдатели потом определяли, над какой половинкой чашки насекомое проводит больше времени и с какой скоростью в этом секторе перемещается. Если клоп носится по сетке и пытается ее укусить, значит его привлекает находящийся под ней стимул, а если он проводит больше времени в контрольной зоне, запах его отпугивает. Оказалось, что реакция клопов на запах зависит от концентрации летучих веществ. Неразбавленные экстракты отталкивают насекомых, разбавленные в 10 раз им безразличны, а разведенные в 100 раз — привлекают, но не сильно. Причем клопы предпочитают запахи с более низкими соотношениями сулькатона к альдегидам. И поскольку соотношение кетона и альдегидов в разных запахах различно, это объясняет, почему одних людей клопы донимают сильнее, чем других. Исследователи заключили, что запах сам по себе довольно слабо влияет на поведение клопов и оказывает заметное действие только в сочетании с другими факторами: теплом и углекислым газом. Кроме того, пахучие стимулы, на которые реагируют постельные клопы, неспецифичны. Так что, хотя человек и основной хозяин C. lectularius, рецепторы насекомого не настроены на восприятие наших запахов. Возможно, причина низкой чувствительности и неспецифичности обонятельной системы C. lectularius кроется в том, что клопу не приходится отыскивать любимого хозяина по запаху, преодолевая для этого большие расстояния. Человек сам приходит под бок, на клопиный диван, и паразиты находят объект по движению воздуха. А свои обонятельные рецепторы клопы, по данным многих исследователей, используют для межличностных контактов на малом расстоянии, например при взаимодействии с особями своего вида. Получается, что химическая война с клопами на данном этапе неэффективна, пахучих аттрактантов ученые пока не нашли. Их отсутствие позволяет предположить, что клопы могут пить не только человеческую кровь, но и кровь других позвоночных, например грызунов или птиц. Но человеку, оказавшемуся в одной постели с клопом, от этого не легче. V. Harraca, C. Ryne, G. Birgersson and R. Ignell «Smelling your way to food: can bed bugs use our odour?». The Journal of Experimental Biology 215, 623–629, doi:10.1242/jeb.065748 elementy.ru Запах для клопов — не главноеTerra Incognita | Запах для клопов — не главноеЗапах для клопов — не главное Наталья Резник «Троицкий вариант» №8(102), 24 апреля 2012 года
Казалось бы, в наш век чистящих средств, мощных пылесосов и автоматических стиральных машин о клопах можно забыть, ан нет! Постельные кровососы частенько беспокоят жителей развитых стран, Интернет полон фотографиями европейцев, демонстрирующих укушенные места. Так что борьба с клопами по-прежнему актуальна, но малоэффективна, поскольку за много лет люди так и не выяснили, какие вещества клопов привлекают, а какие отпугивают. Запах человека сложен и состоит примерно из 400 компонентов, среди которых ученые не нашли ни одного явного аттрактанта. На путь химической войны с клопами вступили специалисты Лундского университета (Lund University) и Шведского сельскохозяйственного университета (Swedish University of Agricultural Sciences) под руководством профессора Рикарда Игнелла (Rickard Ignell). Ученые установили, что паразитов привлекают пять летучих, т. е. пахучих, веществ, выделяемых человеческим телом, — четыре альдегида и кетон. В поисках добычи постельные клопы Cimex lectularius ориентируются на тело, выделяющее тепло и углекислый газ, а также эти пахучие вещества. При этом насекомые здраво оценивают свои возможности и реагируют только на малые концентрации летучих веществ. Если же запах слишком силен, клопы предпочитают не связываться и удалиться. Еще в первой половине ХХ века специалисты выяснили, что клопы находят человека, ориентируясь на исходящее от него тепло и выделяемый углекислый газ, что экспериментально подтверждено уже в нашем столетии. Однако в то же время, в 1932 году, исследователь из Массачусетса Иезекииль Ривни (Ezekiel Rivnay) обнаружил, что C. lectularius привлекает не только дышащее теплое тело, но и холодные кусочки кожи животных. Очевидно, клопы ориентируются еще и по запаху. Но какие именно ароматы привлекают паразитов, ученому установить не удалось. По данным Ривни, запахи крови, мышц, подкожной клетчатки и чисто вымытой кожи не влияют на поведение клопов, запах желчи их отталкивает, а печень сначала привлекает, а затем отталкивает; притягательность пота зависит от стадии его распада. Из проверенных веществ C. lectularius милее всего оказались кожное сало и ушная сера. Но «запах кожного сала» — понятие совершенно ненаучное. Шведские исследователи проверили реакцию клопов на отдельные летучие вещества, выделяемые человеческим телом. Прежде всего, эти вещества нужно было получить. В исследовании приняли участие восемь добровольцев. Нет, их не отдали на съедение клопам. Эти люди два с половиной часа прели в специальных мешках, из которых только головы торчали. Сверху в мешки медленно вдували газовую смесь, не содержащую СО2 (20,9% кислорода и 79,1% азота), а снизу откачивали и экстрагировали из нее летучие вещества. Исследователям удалось выделить около сотни компонентов человеческого запаха и проверить их действие на обонятельные рецепторы насекомых. Постельные клопы воспринимают запахи с помощью сенсилл, расположенных на антеннах. Сенсиллы похожи на волоски или шипики, в основании которых расположены рецепторы — нейроны, воспринимающие запахи. С помощью микроманипулятора ученые подсоединили к сенсиллам микроэлектроды и фиксировали частоту электрических импульсов, возникающих в рецепторах в ответ на запах всего тела и отдельные его компоненты. Оказалось, что на предъявленные стимулы реагируют не все сенсиллы, а лишь один их тип — D-сенсиллы, или гладкие шипики. Причем их рецепторы возбуждаются в ответ лишь на несколько соединений — ненасыщенный кетон сулькатон (6-метил-5-гептен-2-он, β-метилгептенон) и четыре альдегида (гептаналь, октаналь, нонаналь и деканаль). Этот набор удивил исследователей, поскольку данные альдегиды и кетон выделяет кожа любого позвоночного. А к таким летучим веществам, как геранилацетон или молочная кислота, характерным для человека, клопы оказались равнодушны. Получается, что им лишь бы теплой кровушки попить, а из кого — безразлично. Не все люди выделяют полный набор из пяти веществ. Исследователи продолжили работу с запахами двух добровольцев, содержавшими все пять летучих соединений, с одним, в котором отсутствовал гептаналь, и еще с одним, без гептаналя и октаналя. Эти пахучие экстракты, а также микс — смесь запахов всех добровольцев они использовали в поведенческом тесте, который должен был показать, какую именно реакцию вызывают у клопов возбуждающие запахи — могут ли они служить репеллентом, или приманкой.
Для поведенческого теста ученые изготовили специальное устройство — чашку Петри с погребом. Чашку разделили стеночкой пополам, в каждую половину поместили фильтр с нанесенным на него пахучим экстрактом (стимулом) или контролем. В качестве контроля использовали экстракт из искусственного воздуха, продуваемого через пустые мешки. Эту конструкцию закрывали сверху частой сеткой, на которую выпускали насекомое. Исследователи работали с девственными самцами и самками клопов, которых 10–20 дней морили голодом. Перемещения клопа фиксировали видеокамеры, а наблюдатели потом определяли, над какой половинкой чашки насекомое проводит больше времени и с какой скоростью в этом секторе перемещается. Если клоп носится по сетке и пытается ее укусить, значит его привлекает находящийся под ней стимул, а если он проводит больше времени в контрольной зоне, запах его отпугивает. Оказалось, что реакция клопов на запах зависит от концентрации летучих веществ. Неразбавленные экстракты отталкивают насекомых, разбавленные в 10 раз им безразличны, а разведенные в 100 раз — привлекают, но не сильно. Причем клопы предпочитают запахи с более низкими соотношениями сулькатона к альдегидам. И поскольку соотношение кетона и альдегидов в разных запахах различно, это объясняет, почему одних людей клопы донимают сильнее, чем других. Исследователи заключили, что запах сам по себе довольно слабо влияет на поведение клопов и оказывает заметное действие только в сочетании с другими факторами: теплом и углекислым газом. Кроме того, пахучие стимулы, на которые реагируют постельные клопы, неспецифичны. Так что, хотя человек и основной хозяин C. lectularius, рецепторы насекомого не настроены на восприятие наших запахов. Возможно, причина низкой чувствительности и неспецифичности обонятельной системы C. lectularius кроется в том, что клопу не приходится отыскивать любимого хозяина по запаху, преодолевая для этого большие расстояния. Человек сам приходит под бок, на клопиный диван, и паразиты находят объект по движению воздуха. А свои обонятельные рецепторы клопы, по данным многих исследователей, используют для межличностных контактов на малом расстоянии, например при взаимодействии с особями своего вида. Получается, что химическая война с клопами на данном этапе неэффективна, пахучих аттрактантов ученые пока не нашли. Их отсутствие позволяет предположить, что клопы могут пить не только человеческую кровь, но и кровь других позвоночных, например грызунов или птиц. Но человеку, оказавшемуся в одной постели с клопом, от этого не легче. V. Harraca, C. Ryne, G. Birgersson and R. Ignell «Smelling your way to food: can bed bugs use our odour?». The Journal of Experimental Biology 215, 623–629, doi:10.1242/jeb.065748 Использованы материалы: http://anastgal.livejournal.com/877910.html www.rgo-sib.ru |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|