Como o Aedes aegypti usa infravermelhos para localizar humanos

Uma picada de mosquito pode ser, muitas vezes, apenas um incómodo passageiro, mas em muitas regiões do mundo representa um risco sério.

Algumas espécies, como o Aedes aegypti, são responsáveis pela transmissão de vírus que provocam todos os anos mais de 100 milhões de casos de doenças como dengue, febre amarela e Zika.

Já outra espécie, o Anopheles gambiae, dissemina o parasita que causa a malária, originando mais de 400.000 mortes anuais, de acordo com a Organização Mundial da Saúde. Estes números valeram aos mosquitos a reputação de serem os animais mais mortíferos.

Como os mosquitos localizam os seus hospedeiros

Os mosquitos machos não oferecem perigo, mas as fêmeas precisam de sangue para que os ovos se desenvolvam. Por essa razão, os cientistas têm passado mais de um século a investigar como é que estes insectos encontram os seus hospedeiros.

Ao longo desse trabalho, tornou-se claro que os mosquitos não dependem de um único sinal; em vez disso, combinam vários sentidos, activados a diferentes distâncias, para chegar ao alvo.

Uma equipa liderada por investigadores da Universidade da Califórnia, Santa Barbara (UCSB) acrescentou agora uma nova capacidade ao repertório conhecido: a deteção de infravermelhos.

Os cientistas observaram que a radiação infravermelha emitida por uma fonte a uma temperatura aproximada à da pele humana duplica o comportamento de procura do hospedeiro quando é apresentada em conjunto com CO2 e cheiro 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 nova luz sobre a forma como o conseguem.”

Detetar novos hospedeiros à distância

É amplamente conhecido que mosquitos como o Aedes aegypti recorrem a vários sinais para se orientarem até aos hospedeiros a partir de alguma distância.

“Isto inclui CO2 do ar que expiramos, odores, visão, calor (por convecção) da nossa pele e a humidade do nosso corpo”, explicou Avinash Chandel, co-primeiro autor e actual investigador de pós-doutoramento na UCSB, no grupo de Montell. “No entanto, cada um destes sinais tem limitações.”

Por exemplo, estes insectos vêem mal, e ventos fortes ou movimentos rápidos podem perturbar a capacidade de seguir pistas químicas.

Perante estas limitações, os investigadores colocaram a hipótese de os mosquitos conseguirem detectar um sinal direccional mais fiável.

A uma distância de cerca de 10 centímetros, os mosquitos conseguem perceber o calor que irradia da nossa pele. E, quando pousam, também conseguem avaliar a temperatura da pele por contacto.

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

No entanto, a energia térmica também pode percorrer distâncias maiores quando é convertida em ondas electromagnéticas, tipicamente no espectro do infravermelho (IV).

Alguns animais, como as víboras-de-fossa, detectam infravermelho térmico emitido por presas quentes, pelo que a equipa questionou se mosquitos como o Aedes aegypti poderiam fazer algo semelhante.

Como o estudo foi realizado

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

Em ambas as zonas, os insectos foram expostos a odores humanos e a CO2 em concentrações semelhantes às que expiramos. No entanto, apenas uma das zonas recebeu também radiação infravermelha proveniente de uma fonte à temperatura da pele.

Para impedir a troca de calor por condução e por convecção, foi utilizada uma barreira. Depois, os investigadores contaram quantos mosquitos começaram a sondar, como se estivessem a procurar uma veia.

Radiação infravermelha e actividade dos mosquitos

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

Este padrão confirmou a radiação infravermelha como um sentido recentemente documentado que os mosquitos usam para localizar seres humanos. A equipa concluiu que esta capacidade se mantém eficaz até cerca de 70 centímetros.

“O que mais me impressionou neste trabalho foi a força do sinal IV”, disse DeBeaubien. “Quando acertámos todos os parâmetros, os resultados tornaram-se inegavelmente claros.”

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

“Qualquer sinal isolado, por si só, não estimula a actividade de procura do hospedeiro. É apenas no contexto de outros sinais, como CO2 elevado e odor humano, que o IV faz diferença”, afirmou Montell. De facto, a equipa verificou que o infravermelho, sozinho, não tem qualquer impacto.

Como é que os mosquitos detectam IV?

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

Segundo Montell, não se conhece nenhuma proteína activada por radiação com comprimentos de onda tão longos. Ainda assim, existe outra forma de detectar infravermelhos.

“Temos calor convertido em ondas electromagnéticas, que volta a ser convertido em calor”, explicou Montell, salientando que o IV proveniente do sol tem um comprimento de onda diferente do IV gerado pelo calor do nosso corpo, uma vez que 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 calor do nosso corpo, que gera IV, poderia atingir determinados neurónios do mosquito e activá-los ao aquecê-los. Assim, os mosquitos conseguiriam detectar a radiação de forma indirecta.

Sabe-se há muito que as pontas das antenas dos mosquitos contêm neurónios sensíveis ao calor. A equipa constatou que, ao remover essas pontas, os mosquitos perdiam a capacidade de detectar radiação infravermelha.

Mosquitos, humanos e radiação infravermelha

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

Além disso, as alterações climáticas e as viagens globais têm alargado a distribuição do Aedes aegypti para lá dos 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 poderá contribuir para melhorar métodos de controlo de populações de mosquitos. Por exemplo, integrar IV térmico de fontes a temperaturas próximas da pele poderá tornar as armadilhas mais eficazes.

Os resultados também ajudam a perceber porque é que a roupa larga é particularmente eficaz a prevenir picadas. Para além de dificultar o acesso dos mosquitos à pele, a roupa folgada permite que o IV se dissipe no espaço entre a pele e o tecido, tornando a detecção mais difícil.

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