Como mosquitos Aedes aegypti usam radiação infravermelha para encontrar humanos

Em muitos casos, a picada de um mosquito não passa de um incômodo que logo desaparece. Em várias regiões do planeta, porém, ela representa um risco real à saúde.

Algumas espécies - como a Aedes aegypti - transmitem vírus que, somados, provocam mais de 100 milhões de casos anuais de doenças como dengue, febre amarela e Zika.

Já a Anopheles gambiae dissemina o parasita responsável pela malária e, segundo a Organização Mundial da Saúde, essa infecção causa mais de 400.000 mortes por ano. Números como esses explicam por que os mosquitos ganharam a fama de animais mais letais do mundo.

Como os mosquitos localizam seus hospedeiros

Os mosquitos machos não oferecem perigo, mas as fêmeas precisam de sangue para que os ovos se desenvolvam. Por isso, há mais de um século cientistas se dedicam a entender como esses insetos encontram seus hospedeiros.

O que esse conjunto de pesquisas mostrou é que os mosquitos não seguem um único “sinal”. Em vez disso, combinam diferentes sentidos, que variam conforme a distância até o alvo.

Agora, um grupo liderado por pesquisadores da Universidade da Califórnia, Santa Barbara (UCSB) acrescentou mais uma capacidade a essa lista: a detecção de infravermelho.

A equipa observou que a radiação infravermelha emitida por uma fonte aproximadamente à temperatura da pele humana duplica o comportamento de busca por hospedeiro quando é apresentada junto com CO2 e odor humano.

“O mosquito que estudamos, a Aedes aegypti, é excepcionalmente habilidoso em encontrar hospedeiros humanos”, afirmou Nicolas DeBeaubien, coautor principal do estudo e ex-aluno de pós-graduação e pesquisador de pós-doutorado na UCSB, no laboratório do professor Craig Montell. “Este trabalho lança uma nova luz sobre como eles conseguem isso.”

Detectando novos hospedeiros à distância

Já é bem estabelecido que mosquitos como a Aedes aegypti recorrem a vários indícios para se orientar rumo ao hospedeiro mesmo quando ele está longe.

“Entre eles estão o CO2 da nossa respiração, odores, visão, calor (por convecção) da nossa pele e a humidade do nosso corpo”, explicou Avinash Chandel, coautor principal e atual pós-doutorando na UCSB, no grupo de Montell. “No entanto, cada um desses indícios tem limitações.”

A visão desses insetos é fraca, e ventos fortes ou movimentos rápidos podem atrapalhar o rastreio de sinais químicos.

Diante dessas restrições, os pesquisadores levantaram a hipótese de que poderia existir um indicativo direcional mais consistente.

A cerca de 10 centímetros, os mosquitos conseguem perceber o calor que a pele irradia. E, depois que pousam, também são capazes de identificar a temperatura da pele no contacto.

Essas capacidades correspondem a dois dos três modos de transferência de calor: convecção (calor transportado pelo ar) e condução (calor via contacto direto).

Mas a energia térmica também pode percorrer distâncias maiores quando é convertida em ondas eletromagnéticas, em geral na faixa do infravermelho (IV).

Como animais como as víboras-de-fossa conseguem detectar IV térmico vindo de presas quentes, a equipa quis saber se mosquitos como a Aedes aegypti também seriam capazes de fazer isso.

Como o estudo foi feito

Para testar a ideia, os pesquisadores colocaram fêmeas de mosquitos num ambiente controlado e avaliaram o comportamento de busca por hospedeiro em duas zonas.

Nas duas zonas, foram disponibilizados odor humano e CO2 em concentrações semelhantes às que exalamos. A diferença é que apenas uma das zonas também recebia IV proveniente de uma fonte à temperatura da pele.

Foi instalada uma barreira para impedir a troca de calor por condução e convecção. Em seguida, os cientistas contabilizaram quantos mosquitos começavam a sondar, como se procurassem uma veia.

Radiação infravermelha e atividade dos mosquitos

Quando a equipa adicionou radiação infravermelha térmica de uma fonte a 34 °C (aproximadamente a temperatura da pele), a atividade de busca por hospedeiro duplicou.

Esse padrão confirmou o infravermelho como um sentido recém-documentado que os mosquitos usam para localizar pessoas. O grupo também constatou que esse recurso continua a funcionar até cerca de 70 centímetros (aproximadamente 0,76 m).

“O que mais me impressionou neste trabalho foi a força do IV como indício”, disse DeBeaubien. “Quando acertamos todos os parâmetros, os resultados ficaram inegavelmente claros.”

Trabalhos anteriores não tinham identificado qualquer influência do IV térmico no comportamento dos mosquitos, mas o autor sénior Craig Montell acredita que a discrepância se deve a diferenças na metodologia.

“Nenhum indício isolado, por si só, estimula a atividade de busca por hospedeiro. É apenas no contexto de outros indícios, como CO2 elevado e odor humano, que o IV faz diferença”, afirmou Montell. De facto, a equipa observou que o infravermelho, sozinho, não altera o comportamento.

Como os mosquitos detetam IV?

Os mosquitos não conseguem perceber radiação infravermelha térmica do mesmo modo que percebem a luz visível, porque a energia do IV é baixa demais para ativar as proteínas de rodopsina que, nos olhos dos animais, detetam a luz visível.

Segundo Montell, não existe proteína conhecida que seja ativada por radiação com comprimentos de onda tão longos. Ainda assim, há outro caminho possível para “sentir” infravermelho.

“Você tem calor convertido em ondas eletromagnéticas, que é convertido de volta em calor”, explicou Montell, lembrando que o IV vindo do sol tem comprimento de onda diferente do IV gerado pelo calor do nosso corpo, já que o comprimento de onda depende da temperatura da fonte.

Calor do corpo humano e neurónios dos mosquitos

A hipótese da equipa foi que o calor do nosso corpo, que gera IV, poderia atingir neurónios específicos do mosquito e ativá-los ao aquecê-los. Assim, o inseto detetaria a radiação de forma indireta.

Há tempo se sabe que as pontas das antenas dos mosquitos abrigam neurónios sensíveis ao calor. O grupo verificou que, ao remover essas pontas, os mosquitos perdiam a capacidade de detetar radiação infravermelha.

Mosquitos, humanos e radiação infravermelha

Metade da população mundial está em risco de doenças transmitidas por mosquitos, e cerca de 1 bilhão de pessoas são infetadas todos os anos.

Além disso, as mudanças climáticas e as viagens internacionais ampliaram a área de ocorrência da Aedes aegypti para além de países tropicais e subtropicais, levando esses mosquitos a regiões dos EUA - como a Califórnia - onde eles não existiam há poucos anos.

A descoberta da equipa pode contribuir para aprimorar estratégias de controlo populacional. Uma possibilidade é incorporar IV térmico de fontes em torno da temperatura da pele para aumentar a eficácia de armadilhas.

Os resultados também ajudam a entender por que roupas folgadas são especialmente úteis para evitar picadas. Além de dificultarem que o mosquito alcance a pele, elas permitem que o IV se dissipe no espaço entre o corpo e o tecido, o que torna mais difícil para o mosquito detetar a pessoa.

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