Функции слуховой системы самок кровососущих комаров (Diptera, Culicidae)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

У самок комаров хорошо развита слуховая система, биологическая функция которой до конца еще не определена. Согласно современным представлениям, на этапе сближения самцов и самок комаров их акустическое взаимодействие проявляется во взаимной подстройке частоты крыловых взмахов. Есть также наблюдения, указывающие на возможность использования самками акустического канала при поиске объектов нападения. Если кровососущие комары используют слух для обнаружения животных-прокормителей, то можно ожидать сопряженности характеристик слуха комаров и акустических параметров шумов или звуков, издаваемых этими животными. В связи с этим возник вопрос, способны ли самки комаров обнаруживать человека, ориентируясь на его голос? В качестве объектов исследований были выбраны самки комаров Aedes ( Ochlerotatus ) excrucians Walker. Комары этого вида весьма многочисленны в биотопах, где с высокой вероятностью можно встретить людей, например, по берегам рек, в перелесках и парках рядом с жильем. Электрофизиологические исследования частотно-пороговых характеристик слуховых рецепторов самок комаров A. excrucians показали, что оптимумы большинства рецепторов расположены в диапазоне частот от 40 до 140 Гц, их минимальные пороги находятся в диапазоне 32-40 дБ. Сравнение частотно-пороговых характеристик слуховых рецепторов самок комаров с усредненными спектрами человеческой речи показало, что комары в большинстве случаев могут воспринимать человеческие голоса и ориентироваться на них в процессе нападения.

Об авторах

Д. Н Лапшин

Институт проблем передачи информации им. А. А. Харкевича РАН

Email: lapshin@iitp.ru

Д. Д Воронцов

Институт биологии развития им. Н. К. Кольцова РАН

Email: colupaika@gmail.com

Список литературы

  1. Кажан В. Г., Мошков П. А., Самохин В. Ф. 2015. Природный фон при проведении акустических испытаний самолетов на аэродроме базирования малой авиации. Наука и образование. МГТУ им. Н. Э. Баумана. Электронный журнал 7: 146-170. https://doi.org/10.7463/0715.0782827
  2. Кухарчук Л. П. 1981. Кровососущие комары в местах массового пролета и гнездования птиц в Барабинской низменности. В кн.: К. Т. Юрлов (ред.). Экология и биоценотические связи перелетных птиц Западной Сибири. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение; Биологический институт АН СССР, 288 с.
  3. Лапшин Д. Н. 2012. Слуховая система самок кровососущих комаров (Diptera, Culicidae): акустическое восприятие в условиях имитации полета. Энтомологическое обозрение 91 (3): 465-484.
  4. Lapshin D. N. 2013. The auditory system of blood-sucking mosquito females (Diptera, Culicidae): acoustic perception during flight simulation. Entomological Review 93 (2): 135-149. https://doi.org/10.1134/S0013873813020012
  5. Лопатина Ю. В., Безжонова О. В., Федорова М. В., Булгакова Т. В., Платонов А. Е. 2007. Комплекс кровососущих комаров (Diptera, Culicidae) в очаге лихорадки Западного Нила в Волгоградской области. III. Виды, питающиеся на птице и человеке, и ритмы их ночной активности. Медицинская паразитология и паразитарные болезни 4: 37-43.
  6. Первис Р. 1983. Микроэлектродные методы внутриклеточной регистрации и ионофореза. М.: Мир, 208 с.
  7. Попов В. М. 1953. Материалы по экологии комаров Aedes excrucians Walk., Aedes cinerius Meig. в условиях лесной зоны Западной Сибири. Медицинская паразитология и паразитарные болезни 22 (6): 521-528.
  8. Халин А. В., Горностаева Р. М. 2008. К таксономическому составу кровососущих комаров (Diptera: Culicidae) мировой фауны и фауны России (критический обзор). Паразитология 42 (5): 350-381.
  9. Aldersley A., Champneys A. R., Homer M., Robert D. 2016. Quantitative analysis of harmonic convergence in mosquito auditory interactions. Jornal of Royal Society Interface 13 (117): 20151007. https://doi.org/10.1098/rsif.2015.1007
  10. Aldersley A., Cator L. J. 2019. Female resistance and harmonic convergence influence male mating success in Aedes aegypti. Scientific Reports 9 (2145). https://doi.org/10.1038/s41598-019-38599-3
  11. Bartlett-Healy K., Crans W., Gaugler R. 2008. Phonotaxis to amphibian vocalizations in Culex territans (Diptera: Culicidae). Annals of the Entomological Society of America 101: 95-103. https://doi.org/10.1603/0013-8746(2008)101[95:PTAVIC]2.0.CO;2
  12. Belton P. 1974. An analysis of direction nding in male mosquitoes. In: L. B. Browne (ed.). Experimental Analysis of Insect Behaviour. Heidelberg; New York: Springer, p. 139-148.
  13. Boo K. S., Richards A. G. 1975. Fine structure of scolopidia in Johnston's organ of female Aedes aegypti compared with that of the male. Journal of Insect Physiology 21: 1129-1139. https://doi.org/10.1016/0022-1910(75)90126-2
  14. Borkent A., Belton P. 2006. Attraction of female Uranotaenia lowii (Diptera: Culicidae) to frog calls in Costa Rica. The Canadian Entomologist 138: 91-94. https://doi.org/10.4039/n04-113.
  15. Cator L. J., Arthur B. J., Harrington L. C., Hoy R. R. 2009. Harmonic convergence in the love songs of the dengue vector mosquito. Science 323: 1077-1079. https://doi.org/10.1126/science.1166541.
  16. Fitch J. L., Holbrook A. 1970. Modal vocal fundamental frequency of young adults. Archives of Otolaryngology 92: 379-382. https://doi.org/10.1001/archotol.1970.04310040067012
  17. Gibson G., Russell I. J. 2006. Flying in tune: sexual recognition in mosquitoes. Current Biology 16 (13): 1311-1316.https://doi.org/10.1016/j.cub.2006.05.053
  18. Gibson G., Warren B., Russell I. 2010. Humming in tune: sex and species recognition by mosquitoes on the wing. Journal of the Association for Research in Otolaryngology 11: 527-540. https://doi.org/10.1007/s10162-010-0243-2
  19. Goodfriend L. S. 1977. Range of sound levels in the outdoor environment. In: G. M. Heisler, L. P. Herrington (eds). Proceedings of the Conference on Metropolitan Physical Environment; Gen. Tech. Rep. NE-25. Upper Darby, PA: U. S. Department of Agriculture, Forest Service, Northeastern Forest Experiment Station, p. 172-182. [URL: https://www.fs.usda.gov/treesearch/pubs/11543]
  20. Lapshin D. N., Vorontsov D. D. 2013. Frequency tuning of individual auditory receptors in female mosquitoes (Diptera, Culicidae). Journal of Insect Physiology 59: 828-839. https://doi.org/10.1016/j.jinsphys.2013.05.010
  21. Lapshin D. N., Vorontsov D. D. 2021. Frequency tuning of swarming male mosquitoes (Aedes communis, Culicidae) and its neural mechanisms. Journal of Insect Physiology 132: 104233. https://doi.org/10.1016/j.jinsphys.2021.104233
  22. Lapshin D. N., Vorontsov D. D. 2023. Mapping the auditory space of Culex pipiens female mosquito in 3D. [URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.01.09.523250v1] https://doi.org/10.1101/2023.01.09.523250
  23. Menda G., Nitzany E. I., Shamble P. S., Wells A., Harrington L. C., Miles R. N., Hoy R. R. 2019. The long and short of hearing in the mosquito Aedes aegypti. Current Biology 29 (4): 709-714. https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.01.026
  24. Pennetier C., Warren B., Dabire K. R., Russell I. J., Gibson G. 2010. "Singing on the Wing" as a mechanism for species recognition in the malarial mosquito Anopheles gambiae. Current Biology 20: 131-136.https://doi.org/10.1016/j.cub.2009.11.040
  25. Roth L. M. 1948. A study of mosquito behavior; an experimental laboratory study of the sexual behavior of Aedes aegypti (Linnaeus). The American Midland Naturalist 40: 265-352. https://doi.org/10.2307/2421604
  26. Simões P. M. V., Ingham R. A., Gibson G., Russell I. J. 2016. A role for acoustic distortion in novel rapid frequency modulation behaviour in free-flying male mosquitoes. Journal of Experimental Biology 219: 2039-2047.https://doi.org/10.1242/jeb.135293
  27. Simões P. M. V., Ingham R. A., Gibson G., Russell I. J. 2018. Masking of an auditory behaviour reveals how male mosquitoes use distortion to detect females. Proceedings of the Royal Society B, Bological Sciences 285: 20171862. https://doi.org/10.1098/rspb.2017.1862
  28. Somers J., Georgiades M., Su M. P., Bagi J., Andrés M., Alampounti A., Mills G., Ntabaliba W., Moore S. J., Spaccapelo R. et al. 2022. Hitting the right note at the right time: Circadian control of audibility in Anopheles mosquito mating swarms is mediated by flight tones. Science Advances 8 (2). https://doi.org/10.1126/sciadv.abl4844
  29. Warren B., Gibson G., Russell I. J. 2009. Sex recognition through midflight mating duets in Culex mosquitoes is mediated by acoustic distortion. Current Biology 9: 485-491. https://doi.org/10.1016/j.cub.2009.01.059
  30. Yang N., Long Z., Wang F. 2012. Harmonic synchronization model of the mating dengue vector mosquitoes. Chinese Science Bulletin 57: 4043-4048. https://doi.org/10.1007/s11434-012-5445-z

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023