Trap type, baits, and molecular methods influence blood-fed mosquito capture and the identification of host blood meals from outdoor mosquito collections

إن البعوض أكثر من مجرد حشرات مزعجة تلدغ؛ فهي أكثر ناقلات الأمراض كفاءة في العالم، حيث تحمل مسببات الأمراض التي تسبب الملاريا وحمى الضنك وغيرها من الأمراض الخطيرة للإنسان والحيوان. ولفهم كيفية انتشار هذه الأمراض، يحتاج العلماء إلى معرفة نوع الحيوانات التي يتغذى عليها البعوض بدقة. فعندما تتناول أنثى البعوض وجبة دم، فإنها تلتقط في الأساس لقطة للنظام البيئي المحلي، تكشف ما إذا كانت قد لدغت بقرة، أو طائراً، أو إنساناً، أو حيواناً برياً. وتساعد هذه المعلومات الباحثين على رسم الخرائط للروابط غير المرئية بين الحشرة، والمضيف، والفيروس. ومع ذلك، فإن صيد بعوضة انتهت للتو من تناول وجبتها هو أمر صعب للغاية؛ فبمجرد التغذي، تتوقف هذه الحشرات عن البحث عن مضيفات وتبدأ بدلاً من ذلك في البحث عن أماكن مظلمة ورطبة للاستراحة وهضم وجبتها. وبحلول الوقت الذي يجد فيها الباحثون هذه الحشرات، يكون الدم بداخلها قد هُضم جزئياً، مما يجعل تحديد المصدر الأصلي أمراً أكثر صعوبة.

لق่د شرع فريق من الباحثين في شمال شرق جنوب أفريقيا في حل هذا اللغز من خلال اختبار أفضل الطرق لصيد البعوض المستريح وأفضل الطرق لقراءة الحمض النووي (DNA) بداخلها. وقد عملوا عبر مناظر طبيعية متنوعة، من منتزه "كروجر" الوطني الشاسع إلى البلدات المجاورة، مقارنين بين مختلف الفخاخ والأساليب لمعرفة أي منها يقدم عينات أكثر فائدة. وكان هدفهم مزدوجاً: أولاً، إيجض أفضل طريقة لصيد البعوض الذي تغذى على الدم في البرية، وثانياً، تحديد التقنيات المختبرية التي يمكنها بنجًاج تحديد الحيوان الذي لدغه البعوض، حتى عندما يكون الدم في طريقه للهضم.

نشر الباحثون مجموعة متنوع من الفخاخ في الميدان، تراوحت بين مصائد الضوء القياسية التي تحاكي وجود مضيف، إلى دلاء متخصصة مصممة لتبدو كمكان استراحة مظلم. كما اختبروا طرقاً مختلفة لجذب الحشرات، باستخدام ثاني أكسيد الكربون من الجليد الجاف مقابل خلطات منزلية من السكر أو المولاس التي تتخمر لإنتاج الغاز. وأظهرت النتائج أنه بينما اصطادت الفخاخ الكبيرة والمفتوحة مثل "فخ الخيمة" وفخ "BG-Pro" أكبر عدد إجمالي من البعوض الذي تغذى على الدم، إلا أنها اصطادت في الغالب حشرات كانت قد هضمت وجباتها بشكل كبير بالفعل. وفي المقابل، فإن الأساليب التي استهدفت البعوض المستريح — وتحديداً جهاز الشفط المحمول على الظهر (aspirator)، حيث يقوم الباحث بشف الحشرات يدوياً من النباتات، والدلو البسيط للاستراحة — اصطادت عدداً أقل من البعوض بشكل عام، ولكن نسبة أعلى بكثير منها كان يحتوي على دم طازج وغير مهضوم. وهذا التمييز أمر بالغ الأهمية لأن الدم الأكثر طزاجة يسهل عملية تحديد المضيف.

كما كشفت الدراسة أن مصدر الطعم كان مهماً أكثر مما كان متوقعاً. فقد افترض الباحثون أن المولاس المتخمر، الذي يطلق العناصر الغذائية وثاني أكسيد الكربون، سيكون طعماً متفوقاً لجذب البعوض الذي تغذى للتو. ومع ذلك، أظهرت البيانات العكس تماماً: فقد اصطادت الفخاخ المزودة بالجليد الجاف عدداً أكبر بكثير من البعوض الذي تغذى على الدم مقارم تلك التي استخدمت المولاس أو السكر. وبينما جذب المولاس بعض البعوض، ظل الجليد الجاف هو الطعم الأكثر قوة لجذبهم إلى الفخ، بغض النظر عما إذا كانوا يبحثون عن مضيف جديد أو كانوا يستريحون في مكان قريب فقط.

بمجرد صيد البعوض، انتقل الفريق إلى المختبر لاستخراج وتحليل الحمض النووي من وجبات الدم. واختبروا ثلاثة علامات جينية مختلفة لمعرفة أي منها يعمل بشكل أفضل في تحديد الحيوان المضيف. ووجدوا أن نجاح هذا التحديد يعتمد بشدة على عاملين: مدى هضم الدم، و"البادئ" (primer) الجيني المستخدم. استخدم الباحثون مقياساً لقياس الهضم، حيث يمثل الرقم 2 وجبة طازجة جداً، وتشير الأرقام الأعلى إلى وجبة تم تفكيكها لفترة أطل. واكتشفوا أنه عندما كان الدم طازجاً (الدرجات من 2 إلى 4)، كانت التحليلات الجينية ناجحة بنسبة 62 بالمئة تقريباً. ومع ذلك، كلما أصبح الدم أكثر هضماً، انخفض معدل النجاح بشكل حاد ليصل إلى 28 بالمئة فقط. علاوة على ذلك، وجدوا أن علامة جينية واحدة محددة، تستهدف قطعة صغيرة من الحمض النووي الميتوكوندري المعروف باسم 12S rRNA، كانت أكثر فعالية بكثير في إنتاج نتائج قابلة للقراءة من العلامتين الأخريين اللتين تم اختبارهما.

يقدم هذا المزيج من النتائج الميدانية والمخبرية مساراً واضحاً للباحثين الذين يدرسون الأمراض المنقولة بالبعوض في جنوب أفريقيا وما وراءها. تشير الدراسة إلى أنه للحصول على أدق صورة حول الحيوانات التي تتعرض للدغ، لا ينبغي للعلماء الاعتماد فقط على الفخاخ الكبيرة والساكنة التي تصطاد البعوض بعد أن استراح لفترة طويلة. بدلاً من ذلك، فإن الجمع بين تلك الفخاخ والأساليب النشطة مثل أجهزة الشفط أو دلاء الاستراحة يمكن أن يلتقط عينات من البعوض بوجبات دم أكثر طزاجة. وعند تحليل هذه العينات الأكثر طزاجة باستخدام العلامات الجينية الأكثر فعالية، تزداد احتمالية تحديد المضيف بنجاح بشكل كبير. ومن خلال تحسين هذه الأساليب، يمكن للعلماء تتبع حركة الأمراض وفهم الشبكة المعقدة من التفاعلات التي تجعل هذه المسببات تستمر في الدوران في البيئة.