(James Gathany/CDC) 
In 2020 is de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) schatte dat bijna de helft van de wereldbevolking het risico liep op malaria- , terwijl ongeveer 627.000 mensen stierven aan de ziekte.
Hoewel er binnenkort mogelijk een malariavaccin beschikbaar is (de WHO aanbevolen vorig jaar een voor kinderen), is malaria slechts een van de vele door muggen overgedragen ziekten. En het totale aantal muggengerelateerde infecties is gebonden om te stijgen net zo klimaatverandering breidt muggenpopulaties uit.
Om de ziektelast van malaria en andere door muggen overgedragen ziekten te verminderen, moeten we dus effectieve instrumenten blijven ontwikkelen om de muggenpopulaties onder controle te houden.
Een belangrijk doelwit is hun copulatie in de lucht. Het paringsritueel van muggen houdt in dat een mannetje een vliegend vrouwtje identificeert en achtervolgt door haar zwakke vluchttoon te detecteren.
Als het mannetje het vrouwtje niet goed kan horen, mislukt de achtervolging en paren ze niet. Voortplanting bij muggen is cruciaal afhankelijk van hun gehoor.
We bestudeerden het gedrag van muggen die malaria veroorzaken (de Anopheles gambiae soorten) om meer te begrijpen over hoe mannetjes naar vrouwtjes luisteren om een partner te krijgen. Onze resultaten zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang .
Maar eerst een beetje achtergrond. Het hoormechanisme bij muggen is uniek, maar wordt slecht begrepen.
De oren van beide geslachten zijn bijna doof voor elkaars vluchtgeluiden, waarvan de frequenties simpelweg te hoog zijn om hoorbaar te zijn. Om elkaar te kunnen horen, lenen ze een truc uit de natuurkunde.
Wanneer mannelijke en vrouwelijke vluchttonen worden gecombineerd in een muggenoor, creëren ze lagerfrequente - en dus hoorbare - 'fantoomtonen', genaamd vervormingsproducten .
Vervormingsproducten bestaan alleen in het oor van de mug en kunnen daarbuiten niet worden gehoord of opgenomen.
Een mannetjesmug moet dus vliegen om een vliegend vrouwtje te horen. En zijn eigen vluchttoon moet binnen een specifiek frequentiebereik zijn om hoorbare vervormingsproducten te genereren met een bepaalde vrouw.
We luisterden naar de vluchttonen van mozzies
We namen de vluchttonen (of 'vleugelslagen') van muggen op in couveuses die waren uitgerust met zeer gevoelige microfoons.
Onze experimenten omvatten het kijken naar 100 mannetjes en 100 vrouwtjes in aparte incubators, individuele muggen (een mannetje of een vrouwtje, afzonderlijk), evenals een gemengde incubator, met 50 muggen van elk geslacht.
In de couveuses probeerden we de omstandigheden van hun natuurlijke omgeving na te bootsen met verlichting en door temperatuur en vochtigheid te regelen.
We konden de frequentie van de vleugelslagen van de muggen over meerdere dagen en op verschillende tijdstippen van de dag meten.
We ontdekten dat mannelijke muggen, maar geen vrouwtjes, hun vluchttonen in een dagelijks patroon veranderden. Door hun vleugels ongeveer 1,5 keer sneller te slaan dan de vrouwtjes, optimaliseren mannetjes hun vermogen om een enkel vrouwtje te detecteren in overvolle zwermen.
Meer dan tien jaar geleden stelden en beschreven wetenschappers een akoestische interactie tussen mannen en vrouwen als ' harmonische convergentie '. Hoewel ze dezelfde verhouding van vleugelslagen identificeerden waardoor muggen van het andere geslacht elkaar konden horen (het equivalent van 1,5 mannelijke vleugelslagen op één vrouwelijke vleugelslag), ontdekten we dat dit standaard gebeurt en eigenlijk geen interactie vereist tussen de seksen.
We merkten met name dat de mannetjes in de schemering sneller met hun vleugels sloegen dan op andere momenten van de dag. Dit is logisch, want in Anopheles gambiae muggen vliegen mannetjes voornamelijk rond de schemering wanneer ze parende zwermen vormen, vaak van 1.000 muggen of meer.
Deze zwermen worden sporadisch bezocht door enkele maagdelijke vrouwtjes. Zoals je je kunt voorstellen, is het vinden van een paringspartner niet eenvoudig.
De toename van de vleugelslagfrequentie van de mannetjes in de schemering verandert de frequentie van de vervormingsproducten, die meer hoorbaar worden voor het mannelijke oor dan die welke op andere momenten van de dag worden gecreëerd. Dus door hun vleugelslag in de zwerm aan te passen, zijn ze beter in staat om vrouwtjes te horen en vergroten ze hun kansen om er een te vinden om mee te paren.
De aanpassing van de vliegtoon van de mannetjes wordt gedeeltelijk aangedreven door hun circadiane klokken. Sneller met hun vleugels klappen is waarschijnlijk erg energie-intensief voor de mannetjes, dus beperken ze dit gedrag tot het moment van zwermen.
Wat betekenen onze bevindingen?
Het zal belangrijk zijn om soortgelijke experimenten buiten het laboratorium te repliceren, met name onder muggenzwermen in hun natuurlijke habitat. In Tanzania zijn we daar al mee begonnen.
Toch openen deze bevindingen nieuwe wegen voor onderzoek naar de evolutionaire ecologie van het gehoor, het unieke gehoorsysteem bij muggen en het gedrag van muggen in het algemeen.
Ze kunnen ook bijdragen aan de inspanningen om muggen te bestrijden. Als onderdeel van vector controle programma's , zullen gemuteerde mannetjes in het wild worden vrijgelaten om lokale muggenpopulaties in te storten. Mutante mannetjesmuggen zijn: genetisch gemodificeerde zodat wanneer ze paren met een vrouw, het nageslacht niet levensvatbaar is en zal sterven.
De efficiëntie van de paring is in deze context sterk afhankelijk van het vermogen van de vrijgelaten mannetjes om de 'inwonende' vrouwtjes te horen. Onze resultaten suggereren dat om een succesvol programma te creëren, het belangrijk kan zijn om mannelijke en vrouwelijke vluchttoonverdelingen te beoordelen, naast mannelijke gehoorbereiken, voordat de gemuteerde muggen worden losgelaten.
Dit zou elke interventie versterken door ervoor te zorgen dat de paringsefficiëntie van de mutanten optimaal is - in wezen dat ze kunnen concurreren met de aanwezige mannelijke muggen om zich te identificeren en te paren met de aanwezige vrouwtjes. 
Joerg T Albert , Hoogleraar Sensorische Biologie & Biofysica, UCL ; Alex Alampounti , Onderzoeker, Biofysica, UCL , en Mark Georgiades , Promovendus, Neurobiologie en Biofysica, UCL .
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd van Het gesprek onder een Creative Commons-licentie. Lees de origineel artikel .