{"id":59215,"date":"2024-08-22T17:02:58","date_gmt":"2024-08-22T22:02:58","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=59215"},"modified":"2024-08-22T17:04:11","modified_gmt":"2024-08-22T22:04:11","slug":"los-mosquitos-detectan-el-infrarrojo-del-calor-corporal-para-encontrar-a-los-humanos-segun-estudio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2024\/08\/22\/los-mosquitos-detectan-el-infrarrojo-del-calor-corporal-para-encontrar-a-los-humanos-segun-estudio\/","title":{"rendered":"Los mosquitos detectan el infrarrojo del calor corporal para encontrar a los humanos, seg\u00fan estudio"},"content":{"rendered":"\n

Aunque la picadura de un mosquito no suele ser m\u00e1s que una molestia pasajera, en muchas partes del mundo puede resultar aterradora. Una especie de mosquito, el Aedes aegypti<\/em>, propaga los virus que causan m\u00e1s de 100.000.000 de casos de dengue, fiebre amarilla, zika y otras enfermedades cada a\u00f1o. Otra, el Anopheles gambiae<\/em>, propaga el par\u00e1sito que causa la malaria. La Organizaci\u00f3n Mundial de la Salud estima que la malaria por s\u00ed sola causa m\u00e1s de 400.000 muertes cada a\u00f1o. De hecho, su capacidad para transmitir enfermedades ha ganado a los mosquitos el t\u00edtulo de animal m\u00e1s mort\u00edfero.<\/p>\n\n\n\n

Los mosquitos machos son inofensivos, pero las hembras necesitan sangre para el desarrollo de los huevos. No es de extra\u00f1ar que haya m\u00e1s de 100 a\u00f1os de investigaci\u00f3n rigurosa sobre c\u00f3mo encuentran a sus hu\u00e9spedes. Durante ese tiempo, los cient\u00edficos han descubierto que no hay una \u00fanica se\u00f1al en la que estos insectos conf\u00eden. En cambio, integran informaci\u00f3n de muchos sentidos diferentes a distintas distancias.<\/p>\n\n\n\n

Un equipo dirigido por investigadores de la UC Santa B\u00e1rbara ha a\u00f1adido otro sentido al repertorio documentado del mosquito: la detecci\u00f3n por infrarrojos. La radiaci\u00f3n infrarroja de una fuente con una temperatura similar a la de la piel humana duplic\u00f3 el comportamiento general de b\u00fasqueda de hu\u00e9spedes de los insectos cuando se combin\u00f3 con el CO2 y el olor humano.<\/p>\n\n\n\n

Los mosquitos navegaron abrumadoramente hacia esta fuente de infrarrojos mientras buscaban hu\u00e9spedes. Los investigadores tambi\u00e9n descubrieron d\u00f3nde se encuentra este detector de infrarrojos y c\u00f3mo funciona a nivel morfol\u00f3gico y bioqu\u00edmico. Los resultados se detallan en la revista Nature<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

“El mosquito que estudiamos, el Aedes aegypti<\/em>, es excepcionalmente h\u00e1bil para encontrar hu\u00e9spedes humanos”, dijo el coautor principal Nicolas DeBeaubien, ex estudiante de posgrado e investigador postdoctoral en la UCSB en el laboratorio del profesor Craig Montell. “Este trabajo arroja nueva luz sobre c\u00f3mo lo logran”.<\/p>\n\n\n\n

Guiados por el infrarrojo t\u00e9rmico<\/strong>
Est\u00e1 bien establecido que los mosquitos como el Aedes aegypti<\/em> utilizan m\u00faltiples se\u00f1ales para localizar a los hu\u00e9spedes a distancia. “Esto incluye el CO2 de nuestro aliento exhalado, los olores, la visi\u00f3n, el calor [por convecci\u00f3n] de nuestra piel y la humedad de nuestros cuerpos”, explic\u00f3 el coautor principal Avinash Chandel, un actual posdoctorado en la UCSB en el grupo de Montell.<\/p>\n\n\n\n

“Sin embargo, cada una de estas se\u00f1ales tiene limitaciones”. Los insectos tienen una visi\u00f3n deficiente y un viento fuerte o un movimiento r\u00e1pido del hu\u00e9sped humano pueden alterar su seguimiento de los sentidos qu\u00edmicos. Por lo tanto, los autores se preguntaron si los mosquitos podr\u00edan detectar una se\u00f1al direccional m\u00e1s fiable, como la radiaci\u00f3n infrarroja.<\/p>\n\n\n\n

A unos 10 cm, estos insectos pueden detectar el calor que sube de nuestra piel. Y pueden sentir directamente la temperatura de nuestra piel una vez que aterrizan. Estos dos sentidos corresponden a dos de los tres tipos de transferencia de calor: convecci\u00f3n, calor transportado por un medio como el aire, y conducci\u00f3n, calor a trav\u00e9s del contacto directo.<\/p>\n\n\n\n

Pero la energ\u00eda del calor tambi\u00e9n puede viajar distancias m\u00e1s largas cuando se convierte en ondas electromagn\u00e9ticas, generalmente en el rango infrarrojo (IR) del espectro. El IR puede calentar todo lo que toca. Animales como las v\u00edboras de foseta pueden sentir el IR t\u00e9rmico de presas c\u00e1lidas, y el equipo se pregunt\u00f3 si los mosquitos, como el Aedes aegypti<\/em>, tambi\u00e9n podr\u00edan hacerlo.<\/p>\n\n\n\n

Los investigadores pusieron mosquitos hembra en una jaula y midieron su actividad de b\u00fasqueda de hu\u00e9sped en dos zonas. Cada zona estuvo expuesta a olores humanos y CO2 en la misma concentraci\u00f3n que exhalamos. Sin embargo, s\u00f3lo una zona tambi\u00e9n estuvo expuesta a IR de una fuente a temperatura de la piel. Una barrera separaba la fuente de la c\u00e1mara imped\u00eda el intercambio de calor por conducci\u00f3n y convecci\u00f3n. Luego contaron cu\u00e1ntos mosquitos comenzaron a sondear como si estuvieran buscando una vena.<\/p>\n\n\n\n

A\u00f1adir IR t\u00e9rmico de una fuente de 34\u00baC (aproximadamente la temperatura de la piel) duplic\u00f3 la actividad de b\u00fasqueda de hospedadores de los insectos. Esto hace que la radiaci\u00f3n infrarroja sea un sentido recientemente documentado que los mosquitos usan para localizarnos. Y el equipo descubri\u00f3 que sigue siendo eficaz hasta unos 70 cm.<\/p>\n\n\n\n

“Lo que m\u00e1s me impresion\u00f3 de este trabajo fue lo fuerte que termin\u00f3 siendo la se\u00f1al IR”, dijo DeBeaubien. “Una vez que logramos que todos los par\u00e1metros fueran correctos, los resultados fueron innegablemente claros”.<\/p>\n\n\n\n

Estudios anteriores no observaron ning\u00fan efecto de la radiaci\u00f3n infrarroja t\u00e9rmica en el comportamiento de los mosquitos, pero el autor principal Craig Montell sospecha que esto se debe a la metodolog\u00eda. Un cient\u00edfico asiduo podr\u00eda intentar aislar el efecto de la radiaci\u00f3n infrarroja t\u00e9rmica en los insectos presentando \u00fanicamente una se\u00f1al infrarroja sin ninguna otra se\u00f1al.<\/p>\n\n\n\n

“Pero ninguna se\u00f1al por s\u00ed sola estimula la actividad de b\u00fasqueda de hospedador. La radiaci\u00f3n infrarroja solo marca una diferencia en el contexto de otras se\u00f1ales, como el CO2 elevado y el olor humano”, dijo Montell, el profesor Duggan y distinguido de Biolog\u00eda Molecular, Celular y del Desarrollo. De hecho, su equipo descubri\u00f3 lo mismo en pruebas con solo radiaci\u00f3n infrarroja: la radiaci\u00f3n infrarroja por s\u00ed sola no tiene impacto.<\/p>\n\n\n\n

Un truco para detectar la radiaci\u00f3n infrarroja
<\/strong>Los mosquitos no pueden detectar la radiaci\u00f3n infrarroja t\u00e9rmica de la misma manera que detectar\u00edan la luz visible. La energ\u00eda de la radiaci\u00f3n infrarroja es demasiado baja para activar las prote\u00ednas rodopsina que detectan la luz visible en los ojos de los animales. La radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica con una longitud de onda mayor que aproximadamente 700 nan\u00f3metros no activa la rodopsina, y la radiaci\u00f3n infrarroja generada por el calor corporal es de alrededor de 9.300 nm. De hecho, no se conoce ninguna prote\u00edna que se active con una radiaci\u00f3n de longitudes de onda tan largas, dijo Montell. Pero hay otra forma de detectar la radiaci\u00f3n infrarroja.<\/p>\n\n\n\n

Consideremos el calor emitido por el sol. El calor se convierte en radiaci\u00f3n infrarroja, que se transmite a trav\u00e9s del espacio vac\u00edo. Cuando la radiaci\u00f3n infrarroja llega a la Tierra, golpea los \u00e1tomos de la atm\u00f3sfera, transfiriendo energ\u00eda y calentando el planeta. “El calor se convierte en ondas electromagn\u00e9ticas, que se vuelven a convertir en calor”, dijo Montell. Observ\u00f3 que la radiaci\u00f3n infrarroja que proviene del sol tiene una longitud de onda diferente de la radiaci\u00f3n infrarroja generada por nuestro calor corporal, ya que la longitud de onda depende de la temperatura de la fuente.<\/p>\n\n\n\n

Los autores pensaron que quiz\u00e1s nuestro calor corporal, que genera radiaci\u00f3n infrarroja, podr\u00eda entonces golpear ciertas neuronas en el mosquito, activ\u00e1ndolas al calentarlas. Eso permitir\u00eda a los mosquitos detectar la radiaci\u00f3n indirectamente.<\/p>\n\n\n\n

Los cient\u00edficos sab\u00edan que las puntas de las antenas de un mosquito tienen neuronas que detectan el calor. Y el equipo descubri\u00f3 que al quitar estas puntas se eliminaba la capacidad de los mosquitos para detectar la radiaci\u00f3n infrarroja.<\/p>\n\n\n\n

De hecho, otro laboratorio encontr\u00f3 la prote\u00edna sensible a la temperatura, TRPA1, en el extremo de la antena. Y el equipo de la UCSB observ\u00f3 que los animales sin un gen trpA1 funcional, que codifica la prote\u00edna, no pod\u00edan detectar la radiaci\u00f3n infrarroja.<\/p>\n\n\n\n

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Los hoyuelos en el extremo de las antenas del mosquito protegen las estructuras en forma de clavija que detectan la radiaci\u00f3n infrarroja t\u00e9rmica. Cr\u00e9dito: DeBeaubien y Chandel et al.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Entrando en la bioqu\u00edmica
<\/strong>La actividad del canal TRPA1 activado por calor por s\u00ed sola podr\u00eda no explicar por completo el rango en el que los mosquitos pudieron detectar la radiaci\u00f3n infrarroja. Un sensor que dependiera exclusivamente de esta prote\u00edna podr\u00eda no ser \u00fatil en el rango de 70 cm que el equipo hab\u00eda observado. A esta distancia, es probable que la estructura de clavija en el hoyo no recoja suficiente radiaci\u00f3n infrarroja para calentarla lo suficiente como para activar la TRPA1.<\/p>\n\n\n\n

La punta de cada antena tiene estructuras de clavija en un hoyo que est\u00e1n bien adaptadas para detectar la radiaci\u00f3n. El hoyo protege la clavija del calor conductivo y convectivo, lo que permite que la radiaci\u00f3n infrarroja altamente direccional entre y caliente la estructura. Luego, el mosquito utiliza la TRPA1 (esencialmente un sensor de temperatura) para detectar la radiaci\u00f3n infrarroja.<\/p>\n\n\n\n

Afortunadamente, el grupo de Montell pens\u00f3 que podr\u00eda haber receptores de temperatura m\u00e1s sensibles bas\u00e1ndose en su trabajo previo con moscas de la fruta en 2011. Hab\u00edan encontrado algunas prote\u00ednas en la familia de las rodopsinas que eran bastante sensibles a peque\u00f1os aumentos de temperatura.<\/p>\n\n\n\n

Aunque originalmente se pensaba que las rodopsinas eran exclusivamente detectoras de luz, el grupo de Montell descubri\u00f3 que ciertas rodopsinas pueden activarse con una variedad de est\u00edmulos. Descubrieron que las prote\u00ednas de este grupo son bastante vers\u00e1tiles, involucradas no solo en la visi\u00f3n, sino tambi\u00e9n en la detecci\u00f3n del gusto y la temperatura. Tras una investigaci\u00f3n m\u00e1s profunda, los investigadores descubrieron que dos de las 10 rodopsinas que se encuentran en los mosquitos se expresan en las mismas neuronas antenales que TRPA1.<\/p>\n\n\n\n

La eliminaci\u00f3n de TRPA1 elimin\u00f3 la sensibilidad del mosquito a los rayos infrarrojos, pero los insectos con defectos en cualquiera de las rodopsinas, Op1 u Op2, no se vieron afectados. Incluso la eliminaci\u00f3n de ambas rodopsinas juntas no elimin\u00f3 por completo la sensibilidad del animal a los rayos infrarrojos, aunque debilit\u00f3 significativamente el sentido.<\/p>\n\n\n\n

Sus resultados indicaron que los rayos infrarrojos t\u00e9rmicos m\u00e1s intensos (como los que experimentar\u00eda un mosquito a una distancia m\u00e1s cercana, por ejemplo, alrededor de 30 cm) activan directamente TRPA1. Mientras tanto, Op1 y Op2 pueden activarse a niveles m\u00e1s bajos de rayos infrarrojos t\u00e9rmicos y luego desencadenar indirectamente TRPA1. Como la temperatura de nuestra piel es constante, ampliar la sensibilidad del TRPA1 extiende efectivamente el alcance del sensor IR del mosquito a alrededor de 7,6 metros.<\/p>\n\n\n\n

Una ventaja t\u00e1ctica
<\/strong>La mitad de la poblaci\u00f3n mundial est\u00e1 en riesgo de contraer enfermedades transmitidas por mosquitos, y alrededor de mil millones de personas se infectan cada a\u00f1o, dijo Chandel. Adem\u00e1s, el cambio clim\u00e1tico y los viajes por todo el mundo han extendido los rangos de distribuci\u00f3n del Aedes aegypti<\/em> m\u00e1s all\u00e1 de los pa\u00edses tropicales y subtropicales. Estos mosquitos ahora est\u00e1n presentes en lugares de los EE. UU. donde nunca se los hab\u00eda encontrado hace solo unos a\u00f1os, incluida California.<\/p>\n\n\n\n

El descubrimiento del equipo podr\u00eda proporcionar una forma de mejorar los m\u00e9todos para suprimir las poblaciones de mosquitos. Por ejemplo, la incorporaci\u00f3n de IR t\u00e9rmico de fuentes cercanas a la temperatura de la piel podr\u00eda hacer que las trampas para mosquitos sean m\u00e1s efectivas. Los hallazgos tambi\u00e9n ayudan a explicar por qu\u00e9 la ropa holgada es particularmente buena para prevenir las picaduras. No solo impide que el mosquito llegue a nuestra piel, sino que tambi\u00e9n permite que el IR se disipe entre nuestra piel y la ropa para que los mosquitos no puedan detectarlo.<\/p>\n\n\n\n

“A pesar de su diminuto tama\u00f1o, los mosquitos son responsables de m\u00e1s muertes humanas que cualquier otro animal”, afirm\u00f3 DeBeaubien. “Nuestra investigaci\u00f3n mejora la comprensi\u00f3n de c\u00f3mo los mosquitos atacan a los humanos y ofrece nuevas posibilidades para controlar la transmisi\u00f3n de enfermedades transmitidas por mosquitos”.<\/p>\n\n\n\n

Adem\u00e1s del equipo de Montell, Vincent Salgado, ex miembro de BASF, y su estudiante, Andreas Krumhotz, contribuyeron a este estudio.<\/p>\n\n\n\n

Fuente: Phys.org<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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