ممکن است شنیدن وزوز دسته‌های پشه برای ما شبیه به یک آشوب باشد، اما در واقع پشه‌های نر شنوندگانی فوق‌العاده هستند. حتی در میان این همه صدا، آن‌ها می‌توانند صدای ضعیف بال زدن پشه‌های ماده را تشخیص دهند.
کشفی جدید از دانشگاه ناگویا
بر اساس مطالعه‌ای جدید از دانشگاه ناگویا، مشخص شده است که پشه‌های نر دامنه شنوایی وسیع‌تری نسبت به پشه‌های ماده دارند. این ویژگی به آن‌ها کمک می‌کند تا در میان ازدحام وزوزها جفت مناسب را پیدا کنند و در عین حال از تله‌ها و دفاع‌های انسانی فرار کنند.
این یافته‌ها می‌توانند مسیرهای جدیدی برای کنترل هوشمندانه‌تر پشه‌ها ارائه دهند.
شنوایی پیچیده پشه‌ها و نقش آن در جفت‌یابی
تله‌های صوتی و ضعف عملکرد آن‌ها
سال‌هاست که دانشمندان از تله‌های صوتی برای شکار پشه‌های نر استفاده می‌کنند. این تله‌ها با تقلید صدای بال زدن پشه‌های ماده، نرها را جذب کرده و سپس آن‌ها را عقیم می‌کنند. اما در عمل، این تله‌ها معمولاً کارایی کمی دارند و در بسیاری از مواقع روزانه تنها تعداد کمی پشه را به دام می‌اندازند.
علت اصلی این ضعف، ناتوانی تله‌ها در بازتولید نشانه‌های صوتی پیچیده‌ای است که پشه‌های نر واقعاً به دنبال آن هستند.
چرا تله‌های ساده شکست می‌خورند؟
مطالعه اخیر نشان داد که پشه‌های نر تنها به یک فرکانس خاص گوش نمی‌دهند؛ بلکه شنوایی آن‌ها به طیف گسترده و ظریفی از صداها حساس است.
این صداها شامل بال زدن پشه‌های ماده و فرکانس‌های ترکیبی هستند که زمانی ایجاد می‌شوند که بال زدن پشه‌های نر و ماده با هم تداخل پیدا می‌کند.
این موضوع می‌تواند توضیح دهد که چرا تله‌های ساده صوتی نمی‌توانند توجه پشه‌های نر را برای مدت طولانی جلب کنند.
نحوه پردازش صدا توسط پشه‌های نر
بررسی فعالیت مغزی پشه‌ها
محققان با استفاده از روش تصویربرداری کلسیمی، فعالیت مغزی پشه‌های نر و ماده را بررسی کردند. تمرکز آن‌ها بر روی ناحیه‌ای در مغز به نام AMMC (مرکز مکانوسنسوری و حرکتی شاخک‌ها) بود که نقش مهمی در شنوایی پشه‌ها دارد.
تفاوت دامنه‌های شنوایی در نر و ماده
پروفسور متیو سو گفت: «ما متوجه شدیم که مغز پشه‌های نر نه تنها به همان فرکانس‌هایی که مغز پشه‌های ماده واکنش نشان می‌دهد حساس است، بلکه به فرکانس‌های بسیار بالاتری نیز واکنش نشان می‌دهد.»
- پشه‌های نر: حساس به فرکانس‌های 150 تا 500 هرتز
- پشه‌های ماده: حساس به فرکانس‌های 100 تا 200 هرتز
پشه‌های نر همچنین چهار الگوی پاسخ صوتی منحصر به فرد داشتند، در حالی که پشه‌های ماده تنها دو الگوی اختصاصی و یک الگوی مشترک با نرها داشتند. این یافته نشان می‌دهد که پشه‌های نر صداها را به شکل پیچیده‌تری پردازش می‌کنند.
نقش صدای پشه‌های ماده و شکست تله‌های انسانی
برخی نورون‌های پشه‌های نر حتی پاسخ منفی به صدا داشتند؛ به این معنی که فعالیت آن‌ها در فرکانس 150 هرتز کاهش پیدا می‌کرد. این الگو احتمالاً به پشه‌های نر کمک می‌کند تا حواس‌پرتی‌ها را فیلتر کرده یا حساسیت خود را نسبت به صداهای خاص تنظیم کنند.
همچنین، بخشی از مغز هر دو جنس به صداهای فرکانس پایین واکنش نشان داد. محققان معتقدند این ویژگی می‌تواند برای تشخیص شکارچیانی مانند سنجاقک‌ها مفید باشد.
راز شنوایی قوی‌تر پشه‌های نر
بررسی ساختار شاخک‌ها
محققان برای کشف دلیل شنوایی قدرتمند پشه‌های نر، ساختار پایه شاخک‌های آن‌ها را بررسی کردند.
نتایج نشان داد که ژن‌های مرتبط با سیلیا (موهای بسیار ریز که ارتعاشات را تشخیص می‌دهند) در پشه‌های نر بیشتر بیان می‌شوند. این ژن‌ها شامل ژن‌های داینین بودند که در شنوایی سایر حشرات نیز نقش دارند.
پروفسور آزوسا کامیکوچی توضیح داد: «سیلیا احتمالاً حساسیت شنوایی به صداهای خاص را افزایش می‌دهند. این مکانیزم ممکن است یک سیستم پردازش صوتی تخصصی و پیشرفته باشد که در سایر حشرات یافت نمی‌شود.»
همچنین ژنی به نام fd3f که نقش هدایت رشد سیلیا را دارد، در پشه‌های نر فعال‌تر بود. این موضوع نشان می‌دهد که پشه‌های نر از نظر ژنتیکی برای شنوایی قوی‌تر برنامه‌ریزی شده‌اند.
علاوه بر این، پروتئین‌های تولید شده از این ژن‌ها نیز به میزان بیشتری در پشه‌های نر مشاهده شد.
طراحی تله‌های صوتی پیشرفته‌تر
پروفسور کامیکوچی گفت: «پشه‌های نر برای یافتن جفت خود کاملاً به صدای بال زدن پشه‌های ماده وابسته هستند. بنابراین شنوایی پشه‌ها یک هدف امیدوارکننده برای جلوگیری از تولید مثل آن‌هاست.»
با درک عمیق‌تری از نحوه شنوایی پشه‌های نر، اکنون می‌توان تله‌هایی طراحی کرد که پیچیدگی واقعی صدای بال زدن پشه‌های ماده را بهتر تقلید کنند.
تله‌های آینده چه ویژگی‌هایی باید داشته باشند؟
با تقلید چندین صدا به جای یک صدای ساده – حتی با بازتولید صداهای ترکیبی و تحریف شده – می‌توان احتمال جذب پشه‌های نر و کاهش زاد و ولد آن‌ها را به میزان قابل توجهی افزایش داد.
سیستم شنوایی پیچیده‌تر از آنچه تصور می‌کردیم
این تحقیق نگاه ما به سیستم شنوایی حشرات را عمیق‌تر و گسترده‌تر می‌کند. موضوع تنها شناسایی تفاوت‌های میان شنوایی نر و ماده نیست؛ بلکه محققان یک سیستم شنوایی بسیار تخصصی و پیچیده در پشه‌های نر کشف کردند که به نظر می‌رسد با هدف افزایش احتمال جفت‌یابی در محیط‌های پر سر و صدا تکامل یافته است.
تکامل در مسیر بقا و تولید مثل
پشه‌های نر برای جفت‌یابی تنها به یک سیگنال ساده تکیه نمی‌کنند؛ بلکه دامنه‌ای از فرکانس‌های مختلف، حتی صداهای ترکیبی ناشی از تداخل بال زدن پشه‌های نر و ماده را پردازش می‌کنند.
این موضوع نشان می‌دهد که شنوایی آن‌ها تحت فشارهای تکاملی شدیدی برای موفقیت در جفت‌یابی در ازدحام‌های شلوغ شکل گرفته است.
استفاده از صدا برای بقا
برخی از پاسخ‌های شنوایی در پشه‌های نر و ماده مشترک هستند. احتمالاً این پاسخ‌های مشترک، مربوط به دوره‌هایی از تکامل هستند که قبل از تخصص‌گرایی در رفتار جفت‌یابی شکل گرفته‌اند.
تشخیص شکارچیان طبیعی
برای مثال، هر دو جنس به صداهای فرکانس پایین که شبیه به صدای بال زدن سنجاقک‌ها (شکارچی طبیعی پشه‌ها) هستند، واکنش نشان می‌دهند. این موضوع نشان می‌دهد که بخشی از سیستم شنوایی پشه‌ها ابتدا برای کمک به فرار از شکارچیان توسعه یافته و سپس با تکامل به ابزاری برای جفت‌یابی تبدیل شده است.
پشه‌ها، صدا و دردسرهای انسان
اگرچه پشه‌های نر سیستم شنوایی پیشرفته‌ای برای جفت‌یابی به دست آورده‌اند، اما همچنان ویژگی‌های حسی قدیمی‌تر خود را که به بقا کمک می‌کند حفظ کرده‌اند.
محققان معتقدند اگر بتوانیم این دو عملکرد (یعنی جفت‌یابی و تشخیص شکارچی) را به‌درستی درک کنیم، شاید بتوانیم راه‌های جدیدی برای مختل کردن چرخه زندگی پشه‌ها پیدا کنیم.
امید به کاهش آزار پشه‌ها
اگر بتوانیم صداهایی را که پشه‌ها برای بقا و تولید مثل به آن‌ها وابسته هستند تقلید یا مختل کنیم، شاید بتوانیم تعداد آن‌ها را کاهش دهیم و به سکوت در مناطقی که پشه‌ها تهدید جدی برای سلامت انسان هستند نزدیک شویم.
این مطالعه در مجله Science Advances منتشر شده است.
