Sivrisinekler Bizi Nasıl Buluyor?

24 Şubat 20176 Mayıs 2020 Damla Uludağ 0 yorum biyoloji

Kolunuzdaki o kötü kaşıntıdan; sıtma, zika virüsü ve sarı humma gibi hastalıklara kadar neden olabilen sivrisinek ısırıkları hoşnutsuz sonuçlar doğurabilir. Peki neden sivrisineklerin insanları tespit etmede bu kadar iyi olduklarını hiç merak ettiniz mi? Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, cevap sinirbilimde yatmaktadır: ”Kemosensasyon”

Kemosensasyonu iki kısımda inceleyebiliriz: Koku duyusundan sorumlu koku sistemi ve tat duyusundan sorumlu olan tat sistemi. Her sistemde, koku maddeleri, gıda molekülleri ve feromonlar (vücudun salgıladığı kimyasal koku) gibi kimyasal bileşikler, reseptörlere bağlanır. Bu da reseptörlerin beynin belirli bölgelerine giden bir elektrik sinyali başlatmasını sağlar. Bununla birlikte, koku ve tat tamamen birbirinden bağımsız değildir. Çalışmalar, kokunun tat algılarımızı etkilediğini göstermiştir.

Sivrisineklerdeki Kemosensasyonun Temelleri

Kimyasal iletişim, böceklerin yaşamında önemli bir rol oynar. Çünkü uzun mesafelerde etkin iletişim kurmaya ve bu sinyaller üzerinde yüksek bir algı kabiliyetine olanak tanır. Çoğu böcek gibi, sivrisinekteki ana kemosensasyon duyu organları; antenler, maksiller palplar ve labiyal palplardır.

Bir uyarıcı molekülün bağlanması ya da bir odorant (koklama duyusunu arttıran, hoş kokulu) etkeni, koku alma reseptörünün sinir hücresi içinde akson boyunca aksiyon potansiyeli üreten bir dizi protein etkileşimi başlatır. Ardından, benzer odorant özelliklerini tespit etmekten sorumlu birden fazla reseptörden bilgi alan bölgeye sinyal gönderilir. Bu bölgedeki aktivasyon potansiyeli, sinir hücresinin kimyasal özelliklerini akıllıca kodlar ve beyin tarafından işlenir. Sonuç olarak, sivrisinek bitkilerdeki hoş kokuları, diğer sivrisinek feromonlarını ve insan kokusunun bir bileşenini teşkil eden laktik asidi tespit edebilir. İlginç bir şekilde, sivrisinek bu koku kaynaklarına uzakta bile olsa onları ayırt edebilir. Aslında, sivrisinekler 50 metre uzaklıktaki bu kimyasal uyaranları algılayabilir; bu da günlük işlevleri için kemosensasyona aşırı bağımlı olduklarını gösterir.

Bu Sadece Kimya Değil

UCL Sinirbilim Sempozyumu, insanlara sivrisinek cazibesini anlama ve düzenleme konusunda çok ilginç bir çalışma sundu. Sivrisineklerin insanları bulma yeteneği için nem, koku, karbondioksit, ısı ve görsel ipuçları gibi farklı ipuçlarının sentezi olan multimodal duyu birleşiminin önemini vurgulandı.

Nefes alıp verirken karbondioksit yaymaktayız ve sivrisinekler insanları bulmak için bu işareti kullanıyor. Yakın tarihli bir çalışmada, Vosshall ve ekibi karbondioksit reseptörlerinin bir alt birimini kodlayan ”AaegGr3” genini mutasyona uğratarak etkisiz hale getirdi. Ekip bu sivrisineklerin insanları arayan davranışlarını incelediklerinde, karbondioksidi algılayamamasının yanı sıra, ısı da dâhil olmak üzere diğer ipuçlarını arayan duyumların da bozulduğunu bulmuşlardır.

Peki arkadaş grubunuzla piknik yaparken neden bir kişi sivrisineklerin daha yoğun ısırıklarına maruz kalır? Vosshall Laboratuvarı, bazılarımızı sivrisinekler için diğerlerinden daha cazip kılan özellikleri belirlemek amacıyla ana fizyolojinin, sivrisinek cazibesindeki rolü üzerinde çalışmaktadır. Karbondioksit ve sıcaklık gibi diğer etkenlerin sabit tutulduğu durumlarda dahi, cilt kokusundaki farklılıkların sivrisinek cazibesini tek tek değiştirdiği ettiği ortaya çıkmıştır. Bu ilginçtir çünkü genetik, bağışıklık sistemi, kan metabolitleri, diyet ve deri mikrobiyolojisi gibi faktörlerin hepsi koku üretimine katkıda bulunur ve sivrisineklerin konak tercihlerini etkileyebilir.

Yeni Bir Odak: Lezzet

Kemosensasyon uyarılarının entegrasyonunun bizi ısırmaya yönelik bir sivrisinek motivasyonunun arkasında yattığını biliyoruz. Peki bu iş ne işe yarıyor? Sivrisineklerde ki kemosensasyon sistemleri neden insanları diğer insanlardan ve hayvanlardan ayırt edilebilecek kadar yetenekli? Bu sorular, Johns Hopkins Üniversitesi araştırmacılarına, sivrisineklerin hangi kokulardan keyif bulduklarını ve hangi kokuları itici bulduklarını incelemelerini sağlamıştır. Bu deneylerin sonuçları oldukça heyecan vericidir ve hiç beklemeyen bir sonuç ortaya çıkmıştır.

Dr. Christopher Potter’ın yaptığı bir araştırma, sivrisinek beyninin uzmanlaşmış bir alanının tat ile kokuyu karıştırabileceğini ileri sürdü. Böylece tercih edilen lezzetler yaratabilecekti. Sivrisineklerin koku alma reseptörlerindeki nöronlarında nöronal süreçleri özel olarak inceleyebilmek için zar hedefli yeşil flüoresan proteini (GFP) tasarladılar. Bu GFP etiketli sinir uzantılarını beyne doğru izlediler ve iki ana bölgede sona erdiklerini buldular. Bu sonuçlardan biri bekleniyordu ancak diğer sonuç şaşırtıcıydı.

Araştırmacılar, bu yapıların koku almada önemli bir rol oynadığını bildikleri için koku alma reseptörlerinin nöronlarının, antenlerden ve maksiller palplardan beyindeki özel bölgelerine çıkışı şaşırtıcı değildi. Bununla birlikte, gerçekten ilginç buldukları şey, labiyal palplardan alınan koku duyusu reseptör nöronlarının, sadece tat ile ilişkili olan alana gitmeleriydi. Bulgu önemli bir keşif haline geldi. Koku ve tadın bu özel nöronal birleşimi, sivrisineklerin kanlarımızı emmeyi sevmelerinin nedeni olabilir – çünkü biz iyi tatlarız!

Sivrisinekler ile İlgili Araştırmaların Geleceği

Sivrisineklerde ki kemosensasyonun araştırılması sinirbilim alanında yakın zamandaki bir gelişmedir. Sinekler şimdiye kadar kemosensör araştırmada ortak bir model olmuştur. Bununla birlikte, sivrisineklerde ki lezzetli insan kanı arama davranışı üzerine odaklanan bu yeni çalışmalar, sivrisinekler yoluyla bulaşan birçok ölümcül hastalığa karşı önlemler hazırlamak için benzersiz bilgiler sunmaktadır.

Hazırlayan: Damla Uludağ