Investigadores de la Universidad de California en Santa Bárbara (EEUU) han descubierto que los mosquitos detectan los infrarrojos del calor corporal para localizar a los humanos. Un estudio publicado en la revista 'Nature', comprobó que la radiación infrarroja procedente de una fuente con una temperatura similar a la de la piel humana duplicó el comportamiento general de búsqueda de hospedador de los insectos cuando se combinó con el CO2 y el olor humano.
Los mosquitos se dirigieron de forma abrumadora hacia esta fuente de infrarrojos mientras buscaban huésped. Los investigadores también descubrieron dónde se encuentra este detector de infrarrojos y cómo funciona a nivel morfológico y bioquímico. El coautor principal Nicolas DeBeaubien, antiguo estudiante de posgrado e investigador posdoctoral en la UCSB en el laboratorio del profesor Craig Montell ha explicado: "El mosquito que estudiamos, 'Aedes aegypti', es excepcionalmente hábil en la búsqueda de huéspedes humanos. Este trabajo arroja nueva luz sobre cómo lo consiguen".
Está demostrado que los mosquitos como el 'Aedes aegypti' utilizan múltiples señales para localizar a sus huéspedes a distancia. "Entre ellas están el CO2 de nuestro aliento exhalado, los olores, la visión, el calor (por convección) de nuestra piel y la humedad de nuestro cuerpo", ha explicado Avinash Chandel, coautor del estudio y actualmente postdoctorando en la UCSB en el grupo de Montell.
Los mosquitos localizan a sus huéspedes mediante el CO2 del aliento, olores, el calor o la humedad
"Sin embargo, cada una de estas señales tiene limitaciones", ha apuntado el investigador. Los insectos tienen poca visión, y un viento fuerte o un movimiento rápido del huésped humano pueden despistar su seguimiento de los sentidos químicos. Así que los autores se preguntaron si los mosquitos podrían detectar una señal direccional más fiable, como la radiación infrarroja.
En un radio de unos 10 centímetros, estos insectos pueden detectar el calor que desprende la piel humana. Y pueden percibir directamente la temperatura de la piel una vez que aterrizan. Estos dos sentidos corresponden a dos de los tres tipos de transferencia de calor: convección, calor transportado por un medio como el aire, y conducción, calor por contacto directo. Pero la energía del calor también puede viajar distancias más largas cuando se convierte en ondas electromagnéticas, generalmente en la gama infrarroja (IR) del espectro. Los infrarrojos pueden calentar lo que alcanzan. Animales como las víboras de fosetas pueden percibir la IR térmica de presas calientes, y el equipo se preguntó si los mosquitos, como el 'Aedes aegypti', también podrían hacerlo.
Los investigadores colocaron mosquitos hembra en una jaula y midieron su actividad de búsqueda de huéspedes en dos zonas. Cada zona se expuso a olores humanos y CO2 en la misma concentración que exhalan las personas. Sin embargo, sólo una de las zonas se expuso también a infrarrojos procedentes de una fuente a la temperatura de la piel. Una barrera separaba la fuente de la cámara e impedía el intercambio de calor por conducción y convección. A continuación, contaron cuántos mosquitos empezaron a tantear como si buscaran una vena.
“Una sola señal por sí sola no estimula la actividad de búsqueda de hospedadores”
La adición de IR térmica procedente de una fuente de 34º Celsius (aproximadamente la temperatura de la piel) duplicó la actividad de búsqueda de hospedador de los insectos. Esto convierte a la radiación infrarroja en un sentido recién documentado que los mosquitos utilizan para localizarnos. Y el equipo descubrió que sigue siendo eficaz hasta unos 70 cm (2,5 pies).
"Lo que más me sorprendió de este trabajo fue la fuerza de la señal infrarroja. Una vez que acertamos con todos los parámetros, los resultados fueron innegablemente claros", ha explicado DeBeaubien. En estudios anteriores no se observó ningún efecto de los infrarrojos térmicos en el comportamiento de los mosquitos, pero el autor principal, Craig Montell, sospecha que esto se debe a la metodología. Un científico asiduo podría intentar aislar el efecto de los infrarrojos térmicos en los insectos presentando únicamente una señal infrarroja sin ninguna otra pista.
"Pero una sola señal por sí sola no estimula la actividad de búsqueda de hospedadores. Sólo en el contexto de otras señales, como el CO2 elevado y el olor humano, el IR marca la diferencia", ha afirmado Montell, catedrático Duggan y distinguido de Biología Molecular, Celular y del Desarrollo. De hecho, su equipo descubrió lo mismo en pruebas con sólo IR: los infrarrojos por sí solos no tienen ningún impacto.
Los científicos han descubierto que las puntas de las antenas de los mosquitos tienen neuronas que detectan el calor
Los mosquitos no pueden detectar la radiación infrarroja térmica del mismo modo que detectarían la luz visible. La energía de los infrarrojos es demasiado baja para activar las proteínas rodopsinas que detectan la luz visible en los ojos de los animales. "La radiación electromagnética con una longitud de onda superior a unos 700 nanómetros no activa la rodopsina, y la IR generada por el calor corporal es de unos 9.300 nm. De hecho, ninguna proteína conocida se activa por radiaciones con longitudes de onda tan largas", ha afirmado Montell.
Sin embargo, hay otra forma de detectar la radiación IR. "Pensemos en el calor emitido por el sol. El calor se convierte en IR, que atraviesa el espacio vacío. Cuando el IR llega a la Tierra, choca con los átomos de la atmósfera, transfiriendo energía y calentando el planeta. El calor se convierte en ondas electromagnéticas, que vuelven a convertirse en calor", ha explicado Montell. Además, ha señalado que el IR procedente del sol tiene una longitud de onda distinta del IR generado por nuestro calor corporal, ya que la longitud de onda depende de la temperatura de la fuente. Los autores pensaron que quizá el calor del cuerpo, que genera IR, podría incidir en determinadas neuronas del mosquito, activándolas al calentarlas. Esto permitiría a los mosquitos detectar la radiación indirectamente.
Los científicos saben que las puntas de las antenas de los mosquitos tienen neuronas que detectan el calor. Y el equipo descubrió que la eliminación de estas puntas eliminaba la capacidad de los mosquitos para detectar la radiación infrarroja. De hecho, otro laboratorio encontró la proteína sensible a la temperatura, TRPA1, en el extremo de la antena. Y el equipo de la UCSB observó que los animales sin un gen trpA1 funcional, que codifica la proteína, no podían detectar la IR.
La punta de cada antena tiene estructuras de clavija en fosa que se adaptan bien a la detección de la radiación. La fosa protege la clavija del calor conductivo y convectivo, permitiendo que la radiación IR altamente direccional entre y caliente la estructura. El mosquito utiliza entonces el TRPA1, que es básicamente un sensor de temperatura, para detectar la radiación infrarroja.