240 комаров сжали в кубический сантиметр

Американские ученые после серии экспериментов выяснили оптимальную температуру и плотность упаковки самцов комаров для пересылки авиапочтой. Оказалось, что самые подходящие условия: температура в 14 градусов Цельсия и упаковка 240 комаров в кубический сантиметр. При этом меньшая плотность упаковки приводит к значительно более плохим показателям выживаемости, говорится в исследовании, опубликованном в Journal of Insect Science.

Малярией ежегодно заражаются 200 миллионов человек во всем мире, а в 2015 году от этой болезни умерло более 400 тысяч человек. Стратегия по борьбе с малярией включает в себя не только разработку новых лекарств, но и работу с популяциями основных переносчиков малярийного плазмодия — комаров из рода Anopheles. Одним из наиболее перспективных методов сегодня считается использование генетически модифицированных комаров, организм которых устойчив к заражению плазмодиями, вызывающими малярию. Предполагается, что таких комаров, выращенных в лабораторных условиях, можно будет выпускать с помощью беспилотников в дикую природу, где они постепенно вытеснят диких комаров, которые распространяют заболевание. Подбробнее об этом методе можно прочитать в нашем интервью с одним из создателей технологиии генного драйва «Скептикам хорошо бы самим пожить в Африке».

Также существует популярный альтернативный метод по выпуску в дикую природу стерильных насекомых мужского пола, после спаривания с которыми самки не дадут жизнеспособного потомства. Однако в обоих случаях для того, чтобы успешно выпускать в природу выращенных в лаборатории комаров, их нужно сначала привезти, а эта задача, несмотря на свою простоту, не самая очевидная — нужно знать подходящие параметры окружающей среды (температура и влажность), а также изучить, с какой плотностью можно перевозить насекомых, чтобы доставлять их с наименьшими затратами.

Группа американских ученых под руководством Иммо Хансена (Immo Hansen) из Университета штата Нью-Мексико решила выяснить наиболее оптимальную плотность упаковки насекомых мужского пола при перевозке, которая одновременно обеспечивает высокую выживаемость и большое количество комаров в каждой партии. Для этого исследователи провели серию экспериментов, в рамках которых экспериментировали с температурой и количеством комаров, упакованных в ограниченный объем.

Сначала авторы поместили по 20 комаров в емкости с 80-процентной влажностью и поддерживали в них разную температуру с шагом с семь градусов, от 7 до 28 градусов Цельсия. Всего каждую температуру тестировали на пяти емкостях, а количество комаров пересчитывали каждые 24 часа вплоть до 96 часов (или до смерти всех насекомых в емкости). Оказалось, что в течение первых суток температура в инкубаторе не влияет существенно на выживаемость комаров, однако уже на вторые сутки становится заметно, что температура 14 градусов наиболее благоприятна для насекомых (эта температура и при более длительном хранении комаров обеспечивает наиболее высокую выживаемость).

Затем исследователи проверили выживаемость большого количества комаров (100, 200, 400 и 800) в ограниченном объеме в 10 кубических сантиметров при заданной температуре от 7 до 28 градусов. Здесь выяснилось, что наиболее высокая выживаемость после 24 часов для 100, 200 и 400 комаров также была при температуре в 14 градусов, температура в 7 градусов была хуже по показателям для группы в 100 особей. При этом группа из 800 особей показывала самую плохую выживаемость независимо от температуры.

Определив оптимальную температуру, исследователи решили выяснить эффективную плотность упаковки насекомых, для чего взяли группы численностью 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 160, 240 особей и сжали их с помощью десятикубового шприца до объема в один кубический сантиметр. Комаров хранили 24 часа при температуре в 14 градусов и на этом этапе выяснилось, что низкая плотность упаковки не всегда соответствует лучшей выживаемости.

Как видно из графика, начиная с 40 особей наблюдается резкий провал в выживаемости, затем выживаемость постепенно растет с увеличением количества комаров в объеме, однако на 160 комарах снова наблюдается провал, в то время как на 240 комарах опять высокие показатели.

Наконец, исследователи решили проверить реальную выживаемость при пересылке авиапочтой. Они взяли по 10, 40 и 240 комаров и снова сжали их с шприца до объема в один кубический сантиметр. Шприцы затем упаковали в контейнер из пенопласта вместе с аккумулятором холода и отправили ночным авиарейсом из Лас-Крусес (штат Нью-Мексико) в Дейвис (штат Калифорния). Расстояние между городами по прямой составляет около полутора тысяч километров, полное в пути посылок с комарами составило около 20 часов, за время пересылки температура колебалась от 7 до 14 градусов.

После доставки комары сразу же были разложены на мокрые полотенца и спустя два часа исследователи пересчитали живых особей и изучили в их микроскоп на предмет травм. Оказалось, что в реальном сценарии пересылки наиболее эффективна по-прежнему высокая плотность упаковки — выживаемость в группе из 240 комаров составила 85,2 процента, в то время как в группах из 10 и 40 комаров этот показатель был 9,8 процента и 22,5 процента соответственно.

При этом ученые отметили, что в группе с самой низкой плотностью упаковки (10 насекомых) травм почти не было, в то время как в группах из 40 и 240 комаров у подавляющего большинства особей (более 90 процентов) отшелушились чешуйки, и в группе из 240 особей почти у 30 процентов комаров были повреждены крылья, однако самцы все равно успешно летали по клетке. Из других заметных повреждений ученые называют оторвавшиеся ноги — такие травмы получили менее процента особей в группах по 40 и 240 насекомых.

Исследователи заключают, что при транспортировке самцов комаров наиболее эффективным будет 24-часовой промежуток времени, при этом они отмечают, что меньшая выживаемость комаров при меньшей плотности упаковки может объясняться тем, что комары при некоторой свободе движений могут травмироваться друг об друга из-за вибрации при транспортировке, в то время как плотно сжатые насекомые в основном лишены такой возможности. Также авторы отмечают, что результаты справедливы только при использовании десятикубового шприца - шприц с объемом в один кубический сантиметр давал, по их словам, более плохие результаты.

Раньше мы писали о том, что малярийные плазмодии модифицируют запах зараженного человека, делая его более привлекательным для комаров-переносчиков.

Николай Воронцов