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Wie Mücken Schweißgeruch erkennen

Aedes aegypti
Ein bestimmter Riechrezeptor in ihren Antennen ermöglicht Mücken, unseren Schweiß wahrzunehmen. (Bild: Alex Wild)

Mücken kommen uns nicht nur über unsere Körperwärme und unsere Atemluft auf die Spur, sondern auch über unseren Schweiß. Der charakteristische Geruch von Milch- und Fettsäuren lockt Insektenweibchen auf Blutsuche nachweislich an. Nun haben Forscher den Riechrezeptor gefunden, über den die Plagegeister diese Duftstoffe wahrnehmen. Seine Funktionsfähigkeit scheint bei der Fahndung nach geeigneten Wirten eine wichtige Rolle zu spielen.

Während wir den Geruch von Schweiß gemeinhin eher unangenehm finden, fliegen Stechmücken im wahrsten Sinne des Wortes darauf. Die in unseren Ausdünstungen enthaltenen Duftstoffe fungieren für die Plagegeister als verführerisches Erkennungsmerkmal, das sie zur nächsten Blutmahlzeit führt. „Der menschliche Körpergeruch ist eine komplexe Mischung flüchtiger Substanzen, die uns von anderen Wirbeltieren unterscheidet“, erklären Wissenschaftler um Joshua Raji von der Florida National University in Miami. Doch wie erkennen Mücken diesen für ihre favorisierten Wirte so charakteristischen Geruch?

Riechrezeptor in den Fühlern

In früheren Studien haben Forscher bereits eine Reihe von Riechrezeptoren identifiziert, die den Mücken bei der Suche nach geeigneten Opfern helfen könnten. Einem davon haben sich Raji und seine Kollegen nun genauer gewidmet: dem Ionenkanalrezeptor Ir8a, der in den Antennen der Insekten sitzt. Um die Rolle dieses Rezeptors zu untersuchen, veränderten die Forscher Gelbfiebermücken (Aedes aegypti) mithilfe der Genschere CRISPR/Cas9 so, dass er bei ihnen nicht mehr funktionierte. Dann testeten sie, wie diese Insekten auf Milchsäure und andere säurehaltige Komponenten von Menschenschweiß reagierten.

Konkret zeichnete das Team die elektrischen Signale im Fühler der Tiere mittels Elektroantennogramm auf und führte zudem Verhaltensexperimente durch. Wie sehr würden die Mücken von anwesenden Menschen angezogen werden? Das Ergebnis: Insekten ohne funktionstüchtigen Ir8a-Rezeptor konnten die typischen Schweiß-Duftstoffe offenbar schlechter wahrnehmen als ihre Artgenossen. Dies zeigte sich auch in ihrem Verhalten. So schienen Menschen auf die genetisch veränderten Tiere weniger attraktiv zu wirken – sie flogen sie seltener an, um sich eine Blutmahlzeit zu genehmigen. „Ohne die Funktion von Ir8a sanken die Wirtsuchaktivitäten um rund 50 Prozent“, berichtet Mitautor Matthew DeGennaro.

Ansatz für neue Abwehrmittel?

Doch der Schweiß ist nicht alles: Neben diesem Duft erkennen Mücken uns auch an unserer Körperwärme sowie an unseren CO2-haltigen Atemgasen. Rezeptoren, die Kohlendioxid erkennen, scheinen dabei auch mit dem Ir8a-Rezeptor zu interagieren, wie die Wissenschaftler herausfanden. Demnach funktionierte die Reaktion auf den Schweiß nur, wenn die Mücken auch einen funktionierenden CO2-Rezeptor besaßen. Mit dem CO2-Rezeptor allein konnten die Insekten den Menschengeruch aber nicht wahrnehmen. „Dies legt nahe, dass Kohlendioxid notwendig ist, um die Ir8a-Reaktion auf die säurehaltigen Bestandteile des menschlichen Dufts zu aktivieren“, konstatiert DeGennaro.

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„Alles in allem deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass die Dufterkennung via Ir8a ein unverzichtbarer Bestandteil des Wirterkennungssystems von Mücken ist“, resümiert der Forscher. Auf lange Sicht könnte diese Erkenntnis die Entwicklung neuer Abwehrmittel ermöglichen, so die Hoffnung des Teams. Beispielsweise könne man Duftstoffe suchen, die den Ir8a-Signalweg maskieren und so die Wirkung von Mitteln wie DEET oder Picaridin verstärken. Zunächst geht es den Wissenschaftlern aber darum, die Funktionsweise von Ir8a und anderen Riechrezeptoren genauer zu verstehen. „Um neue Lösungen gegen Mückenstiche zu finden, müssen wir uns verstärkt auf die molekularen Grundlagen des Verhaltens der Insekten konzentrieren“, schließen sie.

Quelle: Joshua Raji (Florida National University, Miami) et al., Current Biology, doi: 10.1016/j.cub.2019.02.045

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