O que atrai ou repele picadas de insetos nos humanos?
Genes e bactérias podem tornar algumas pessoas mais vulneráveis à picada do mosquito transmissor da malária
Por Rob Dunn
Mosquitos devoram algumas pessoas e ignoram outras.
Se eles gostam de você, mate uma dúzia e outra aparecerá em seu lugar inserindo suas trombas pontiagudas em seus vasos sanguíneos sorvendo o mais rápido que podem. Por quê? Podemos considerar a questão de duas maneiras.
A versão em que costumamos pensar é “por que eu?” O que é que meu corpo tem que atrai os mosquitos para mim? Mas há um porquê maior. Por que essa variação de atração humana existe em primeiro lugar para mosquitos?
No que diz respeito ao segundo por que, sejamos razoáveis e comecemos com algumas hipóteses. Os mosquitos são um dos grupos mais mortais de organismos na face da Terra, mais fatais que tigres, cobras ou até outros humanos. Eles matam por procuração. Transmitem patógenos, como a dengue, a febre amarela, e o verdadeiro demônio entre os demônios, a malária.
Nos últimos 12 mil anos (desde os primórdios da agricultura), a malária já matou gente suficiente, principalmente crianças, para que as populações humanas expostas à doença tenham desenvolvido uma reação a ela.
A malária exerceu pressão sobre o genoma humano em quase todas as regiões onde se mostrou historicamente presente.
Esse foi o grande salto nunca superado por grande parte da humanidade e as pessoas que o fizeram muitas vezes pagaram um preço alto.
As populações há muito expostas à malária são mais propensas a ter a anemia falciforme, além de dezenas de outras mutações que previnem a infecção ou tornam as suas consequências menos fatais. Quase todas essas adaptações têm efeitos colaterais, ora perigosos, ora apenas um pouco menos perigosos que a malária.
Nenhum organismo influenciou mais a evolução humana que o parasita da malária (e seus atrelados, os mosquitos Anopheles). Isso me leva a três hipóteses.
Hipóteses
Primeiro: podemos imaginar que os descendentes dos povos que conviveram com a malária podem ser menos atraentes para os mosquitos (porque os que foram mais atraentes morreram). Chamemos essa hipótese de “camuflagem odorante”, que será o meu foco aqui.
A segunda hipótese (francamente, menos empolgante) sugere que os seres humanos simplesmente variem no que quer que seja que atraia os mosquitos. Talvez alguns humanos apenas sejam mais evidentes para os mosquitos, acidentalmente mais adoráveis.
Uma terceira possibilidade, mas não a final, é que os mosquitos escolhem pessoas cujos odores indicam que elas serão melhores anfitriãs.
Todo mundo atrai mosquitos em certa medida. Do ponto de vista dos mosquitos, o mundo é composto por rios de dióxido de carbono que fluem das boca de animais. Esse dióxido de carbono flui de todos nós.
Os mosquitos voam na direção de concentrações mais elevadas de CO2 e, uma vez encontrado um corpo quente, isso os leva perto o suficiente para tomar outras decisões mais exigentes.
Como todos os seres humanos adultos respiram aproximadamente o mesmo volume (nossos corações exigem essa paridade básica) as diferenças do que é atraente para os mosquitos em nós nada têm a ver não com o dióxido de carbono, mas com os odores dos nossos corpos.
A maior parte de seu odor íntimo e pessoal, a mélange de você mesmo, é produzida pelas bactérias existente dentro de você e ao seu redor. Você está densamente coberto por uma fina e peluda colcha de retalhos de centenas de espécies de bactérias. Se matar todas elas em um pedaço da pele, ela ficará inodora (salvo uma suave fragrância do agente de limpeza que utilizou). Quando se trata de odor, você é um resumo de suas bactérias.
O teste perfeito
Se fôssemos testar nossa primeira hipótese, gostaríamos de comparar a atração que pessoas de diferentes regiões exercem sobre os mosquitos.
Com base nessa hipótese, esperamos que os mosquitos da malária, por exemplo, o Anopheles gambiae, sejam menos atraídos pelo cheiro das bactérias de seres humanos de zonas infestadas pela malária, uma vez que qualquer ser humano dessas regiões menos atraentes para os insetos teria tido maior chance de sobreviver.
Poderíamos, então, isolar quais microrganismos ou outras fontes produzem o odor atraente (ou desinteressante) e talvez pudéssemos até usá-los como um repelente probiótico de mosquitos.
Após concluir um estudo desses com o Anopheles gambiae precisaríamos testar outros mosquitos. Você pode se surpreender ao saber que existem pelo menos três mil espécies de mosquitos na Terra e talvez até seis, sete ou até dez mil.
Não há razão para as histórias dessas diferentes espécies (a maioria evita os seres humanos completamente), ou o que as atrai, ser muito similar.
Todos os mosquitos percebem os sistemas de dióxido de carbono, mas fazem outra escolha assim que se aproximam de corpos. Para dar um exemplo, as espécies de mosquitos nativos comuns do leste da América do Norte nunca foram expostos a primatas até que os seres humanos atravessaram o estreito de Bering e depois caminharam pelas montanhas Rochosas até a Carolina do Norte.
Pode-se supor que os insetos foram atraídos por humanos cujo cheiro era mais parecido com o das criaturas que estavam, evolutivamente, acostumados a achar interessantes: bisões, alces, veados, megatérios (uma espécie de preguiça gigantesca) e outros animais. Há muitas histórias sobre mosquitos.
Retomando o que poderíamos descobrir, parece que ninguém investigou o “porquê” evolutivo por trás do que torna as diferenças entre os seres humanos tão atraentes para os mosquitos. Estudos recentes, porém, consideraram muitos aspectos do “por que eu?”
De início, as pesquisas encontraram vários fatores de atração que não podiam ser associados à dieta, ao tamanho do corpo ou ao sexo. Posteriormente foi constatado que as diferenças pareciam estar vinculadas ao odor do “hospedeiro”; mas em 2006, os pesquisadores descobriram que bactérias cutâneas cultivadas atraíam mosquitos.
Mais recentemente, o cientista holandês Niels Verhulst conduziu um estudo em que ele e sua equipe rolaram suavemente contas nos pés de 48 voluntários (O A. gambiae, o mosquito que está sendo estudado, é um mordedor de tornozelos).
Em seguida, as contas foram colocadas em sacos que foram “apresentados” aos mosquitos para seu julgamento. Com base na atração relativa que manifestaram em relação aos diferentes sacos de contas, os cientistas estabeleceram uma espécie de “pontuação Zagat” (um sistema de avaliação criado em 1979 pelo casal Zagat, principalmente para restaurantes) para as diversas probóscides investigativas (probóscide é o apêndice alongado dos mosquitos).
O Anopheles gambiae parece ter evoluído para viver com os humanos desde os primórdios da agricultura, mas ele gosta mais de alguns seres humanos que de outros.
Verhulst ponderou que talvez isso se devesse à mistura específica de espécies bacterianas nos tornozelos de cada pessoa. Todos, exceto dois dos voluntários de Verhulst eram caucasianos.
É preciso frisar que este não é o grupo ideal de pessoas para se expor aos mosquitos da malária pela simples razão de que o Anopheles gambiae e sua malária nunca viveram na Holanda; mas é lá que os pesquisadores estavam e aquilo foi um começo. Se o povo caucasiano holandês difere em sua atratividade para os mosquitos, isso pode ajudar a compreender melhor a questão do “por que eu?”
Os resultados foram fascinantes. Os odores de sete dos voluntários foram visivelmente favorecidos pelos insetos. Verhulst estudou as bactérias dos pés desses “escolhidos” e dos outros voluntários.
As pessoas com mais tipos de bactérias em seus pés tendiam a ter menos indivíduos bacterianos (ou se tem muitos tipos ou muitos indivíduos bacterianos, mas não os dois juntos).
As pessoas cujos odores eram preferidos pelos mosquitos tendiam a ter uma diversidade menor e uma abundância maior de microrganismos. Eureca!
A culpa era dos microrganismos, em se tratando de 48 holandeses e um monte de mosquitos africanos. Ou pelo menos é isso o que sabemos até agora. (Verhulst acredita que onde a diversidade bacteriana é alta os microorganismos suprimem as populações e os odores das bactérias que seriam comuns.
Se isso fosse verdade, essas bactérias poderiam teoricamente estar ajudando ativamente a disfarçar o nosso odor, ou nosso mutualismo mal-cheiroso.)
Mas e quanto às outras espécies de mosquito? E quanto às populações historicamente expostas à malária versus as que não o foram? E se as pessoas fossem inoculadas com bactérias que reduzem seus odores? Não sabemos nada disso. Nada.
Empacados no meio da história
Para milhões de pessoas, a atratividade específica de sua pele é uma coisa de vida ou morte. Centenas de estudos analisaram por que algumas pessoas atraem mosquitos e outras não.
As bactérias só foram invocadas recentemente, mas parecem ter um peso relevante na história. O contexto evolutivo dessa atratividade ainda não foi bem considerada. Dado o forte impacto que a malária tem tido na sobrevivência humana, seria muito surpreendente se não houvesse um elemento evolutivo na história do por que alguns de nós somos mais “comestíveis” que outros.
Como a abordagem dos mosquitos da malária, no entanto, tem sido principalmente medicinal, o foco foi limitado. Eis aqui uma convocação para se uma usar uma boa lente de aumento.
A boa notícia é que pelo menos no que diz respeito à primeira hipótese, seria fácil testar as possibilidades que podem resultar do uso da lente de aumento da evolução.
Niels Verhulst e seus colegas só precisariam repetir seu estudo inicial e verificar se as pessoas de diversos grupos étnicos têm diferentes bactérias devido à exposição histórica de seus povos à malária e se essas bactérias determinam uma atração previsível para os mosquitos. (A diversidade dos imigrantes na Holanda certamente poderia ajudar nessa empreitada).
Isso não seria plenamente conclusivo, mas seria um começo. Ainda existem outras abordagens.
Enquanto isso, se você é altamente atraente para mosquitos, pode atribuir este fato ao seu odor, um odor produzido por suas bactérias e que pode ou não ter sido influenciado pela história evolutiva de seu povo.
Encerrei esse artigo aqui e o enviei por e-mail a Niels Verhulst para ter certeza de não ter omitido algo importante sobre o seu trabalho.
Ele leu o artigo e escreveu: “Eu concordo”. Pensei comigo que isso era uma boa notícia, mas ele prosseguiu... “no entanto, temos algumas evidências de que os genes HLA (sigla em inglês para antígenos leucocitários humanos) estão envolvidos.
Esses genes determinam o nosso odor corporal (e provavelmente o perfil bacteriano da pele) e constatamos que pessoas com um gene em particular são mais atraentes para esse mosquito (...). Esse gene ocorre com menor frequência na África (onde o exemplar mais fatal da malária tem sido predominante há muito tempo) que na Europa ou nos Estados Unidos (onde a história da malária tem sido mais irregular)”.
Esse foi um resultado tentador; um resultado que me dá vontade de começar a estudar os mosquitos; um resultado que, embora não confirme nem rejeite nenhuma das hipóteses apresentadas acima, oferece a sugestão tentadora de que a nossa atração relativa para os mosquitos é/pode ser/poderia ser parte de uma história mais antiga de agricultura, imigração, agricultura, mosquitos e malária. A menos, é claro, que não seja.
Eu te amo ciência.
Sobre o autor: Rob Dunn escreve sobre ciências e é biólogo do Departamento de Biologia da North Carolina State University. Seu primeiro livro, Every Living Thing, contou as histórias dos biólogos às vezes obsessivos, ocasionalmente loucos, e sempre determinados que têm procurado descobrir os limites do mundo vivo. Sua nova obra, The Wild Life of Our Bodies, explora como as mudanças em nossas interações com outras espécies, sejam bactérias na nossa pele, ácaros na testa ou tigres, afetaram a nossa saúde e nosso bem-estar. Rob vive com sua esposa, dois filhos, e um monte de microrganismos em Raleigh, na Carolina do Norte. Siga-o no Twitter @RobRDunn.
As opiniões expressas são as do autor e não necessariamente as da Scientific American.
sciam14ago2013
Mosquitos devoram algumas pessoas e ignoram outras.
Se eles gostam de você, mate uma dúzia e outra aparecerá em seu lugar inserindo suas trombas pontiagudas em seus vasos sanguíneos sorvendo o mais rápido que podem. Por quê? Podemos considerar a questão de duas maneiras.
A versão em que costumamos pensar é “por que eu?” O que é que meu corpo tem que atrai os mosquitos para mim? Mas há um porquê maior. Por que essa variação de atração humana existe em primeiro lugar para mosquitos?
No que diz respeito ao segundo por que, sejamos razoáveis e comecemos com algumas hipóteses. Os mosquitos são um dos grupos mais mortais de organismos na face da Terra, mais fatais que tigres, cobras ou até outros humanos. Eles matam por procuração. Transmitem patógenos, como a dengue, a febre amarela, e o verdadeiro demônio entre os demônios, a malária.
Nos últimos 12 mil anos (desde os primórdios da agricultura), a malária já matou gente suficiente, principalmente crianças, para que as populações humanas expostas à doença tenham desenvolvido uma reação a ela.
A malária exerceu pressão sobre o genoma humano em quase todas as regiões onde se mostrou historicamente presente.
Esse foi o grande salto nunca superado por grande parte da humanidade e as pessoas que o fizeram muitas vezes pagaram um preço alto.
As populações há muito expostas à malária são mais propensas a ter a anemia falciforme, além de dezenas de outras mutações que previnem a infecção ou tornam as suas consequências menos fatais. Quase todas essas adaptações têm efeitos colaterais, ora perigosos, ora apenas um pouco menos perigosos que a malária.
Nenhum organismo influenciou mais a evolução humana que o parasita da malária (e seus atrelados, os mosquitos Anopheles). Isso me leva a três hipóteses.
Hipóteses
Primeiro: podemos imaginar que os descendentes dos povos que conviveram com a malária podem ser menos atraentes para os mosquitos (porque os que foram mais atraentes morreram). Chamemos essa hipótese de “camuflagem odorante”, que será o meu foco aqui.
A segunda hipótese (francamente, menos empolgante) sugere que os seres humanos simplesmente variem no que quer que seja que atraia os mosquitos. Talvez alguns humanos apenas sejam mais evidentes para os mosquitos, acidentalmente mais adoráveis.
Uma terceira possibilidade, mas não a final, é que os mosquitos escolhem pessoas cujos odores indicam que elas serão melhores anfitriãs.
Todo mundo atrai mosquitos em certa medida. Do ponto de vista dos mosquitos, o mundo é composto por rios de dióxido de carbono que fluem das boca de animais. Esse dióxido de carbono flui de todos nós.
Os mosquitos voam na direção de concentrações mais elevadas de CO2 e, uma vez encontrado um corpo quente, isso os leva perto o suficiente para tomar outras decisões mais exigentes.
Como todos os seres humanos adultos respiram aproximadamente o mesmo volume (nossos corações exigem essa paridade básica) as diferenças do que é atraente para os mosquitos em nós nada têm a ver não com o dióxido de carbono, mas com os odores dos nossos corpos.
A maior parte de seu odor íntimo e pessoal, a mélange de você mesmo, é produzida pelas bactérias existente dentro de você e ao seu redor. Você está densamente coberto por uma fina e peluda colcha de retalhos de centenas de espécies de bactérias. Se matar todas elas em um pedaço da pele, ela ficará inodora (salvo uma suave fragrância do agente de limpeza que utilizou). Quando se trata de odor, você é um resumo de suas bactérias.
O teste perfeito
Se fôssemos testar nossa primeira hipótese, gostaríamos de comparar a atração que pessoas de diferentes regiões exercem sobre os mosquitos.
Com base nessa hipótese, esperamos que os mosquitos da malária, por exemplo, o Anopheles gambiae, sejam menos atraídos pelo cheiro das bactérias de seres humanos de zonas infestadas pela malária, uma vez que qualquer ser humano dessas regiões menos atraentes para os insetos teria tido maior chance de sobreviver.
Poderíamos, então, isolar quais microrganismos ou outras fontes produzem o odor atraente (ou desinteressante) e talvez pudéssemos até usá-los como um repelente probiótico de mosquitos.
Após concluir um estudo desses com o Anopheles gambiae precisaríamos testar outros mosquitos. Você pode se surpreender ao saber que existem pelo menos três mil espécies de mosquitos na Terra e talvez até seis, sete ou até dez mil.
Não há razão para as histórias dessas diferentes espécies (a maioria evita os seres humanos completamente), ou o que as atrai, ser muito similar.
Todos os mosquitos percebem os sistemas de dióxido de carbono, mas fazem outra escolha assim que se aproximam de corpos. Para dar um exemplo, as espécies de mosquitos nativos comuns do leste da América do Norte nunca foram expostos a primatas até que os seres humanos atravessaram o estreito de Bering e depois caminharam pelas montanhas Rochosas até a Carolina do Norte.
Pode-se supor que os insetos foram atraídos por humanos cujo cheiro era mais parecido com o das criaturas que estavam, evolutivamente, acostumados a achar interessantes: bisões, alces, veados, megatérios (uma espécie de preguiça gigantesca) e outros animais. Há muitas histórias sobre mosquitos.
Retomando o que poderíamos descobrir, parece que ninguém investigou o “porquê” evolutivo por trás do que torna as diferenças entre os seres humanos tão atraentes para os mosquitos. Estudos recentes, porém, consideraram muitos aspectos do “por que eu?”
De início, as pesquisas encontraram vários fatores de atração que não podiam ser associados à dieta, ao tamanho do corpo ou ao sexo. Posteriormente foi constatado que as diferenças pareciam estar vinculadas ao odor do “hospedeiro”; mas em 2006, os pesquisadores descobriram que bactérias cutâneas cultivadas atraíam mosquitos.
Mais recentemente, o cientista holandês Niels Verhulst conduziu um estudo em que ele e sua equipe rolaram suavemente contas nos pés de 48 voluntários (O A. gambiae, o mosquito que está sendo estudado, é um mordedor de tornozelos).
Em seguida, as contas foram colocadas em sacos que foram “apresentados” aos mosquitos para seu julgamento. Com base na atração relativa que manifestaram em relação aos diferentes sacos de contas, os cientistas estabeleceram uma espécie de “pontuação Zagat” (um sistema de avaliação criado em 1979 pelo casal Zagat, principalmente para restaurantes) para as diversas probóscides investigativas (probóscide é o apêndice alongado dos mosquitos).
O Anopheles gambiae parece ter evoluído para viver com os humanos desde os primórdios da agricultura, mas ele gosta mais de alguns seres humanos que de outros.
Verhulst ponderou que talvez isso se devesse à mistura específica de espécies bacterianas nos tornozelos de cada pessoa. Todos, exceto dois dos voluntários de Verhulst eram caucasianos.
É preciso frisar que este não é o grupo ideal de pessoas para se expor aos mosquitos da malária pela simples razão de que o Anopheles gambiae e sua malária nunca viveram na Holanda; mas é lá que os pesquisadores estavam e aquilo foi um começo. Se o povo caucasiano holandês difere em sua atratividade para os mosquitos, isso pode ajudar a compreender melhor a questão do “por que eu?”
Os resultados foram fascinantes. Os odores de sete dos voluntários foram visivelmente favorecidos pelos insetos. Verhulst estudou as bactérias dos pés desses “escolhidos” e dos outros voluntários.
As pessoas com mais tipos de bactérias em seus pés tendiam a ter menos indivíduos bacterianos (ou se tem muitos tipos ou muitos indivíduos bacterianos, mas não os dois juntos).
As pessoas cujos odores eram preferidos pelos mosquitos tendiam a ter uma diversidade menor e uma abundância maior de microrganismos. Eureca!
A culpa era dos microrganismos, em se tratando de 48 holandeses e um monte de mosquitos africanos. Ou pelo menos é isso o que sabemos até agora. (Verhulst acredita que onde a diversidade bacteriana é alta os microorganismos suprimem as populações e os odores das bactérias que seriam comuns.
Se isso fosse verdade, essas bactérias poderiam teoricamente estar ajudando ativamente a disfarçar o nosso odor, ou nosso mutualismo mal-cheiroso.)
Mas e quanto às outras espécies de mosquito? E quanto às populações historicamente expostas à malária versus as que não o foram? E se as pessoas fossem inoculadas com bactérias que reduzem seus odores? Não sabemos nada disso. Nada.
Empacados no meio da história
Para milhões de pessoas, a atratividade específica de sua pele é uma coisa de vida ou morte. Centenas de estudos analisaram por que algumas pessoas atraem mosquitos e outras não.
As bactérias só foram invocadas recentemente, mas parecem ter um peso relevante na história. O contexto evolutivo dessa atratividade ainda não foi bem considerada. Dado o forte impacto que a malária tem tido na sobrevivência humana, seria muito surpreendente se não houvesse um elemento evolutivo na história do por que alguns de nós somos mais “comestíveis” que outros.
Como a abordagem dos mosquitos da malária, no entanto, tem sido principalmente medicinal, o foco foi limitado. Eis aqui uma convocação para se uma usar uma boa lente de aumento.
A boa notícia é que pelo menos no que diz respeito à primeira hipótese, seria fácil testar as possibilidades que podem resultar do uso da lente de aumento da evolução.
Niels Verhulst e seus colegas só precisariam repetir seu estudo inicial e verificar se as pessoas de diversos grupos étnicos têm diferentes bactérias devido à exposição histórica de seus povos à malária e se essas bactérias determinam uma atração previsível para os mosquitos. (A diversidade dos imigrantes na Holanda certamente poderia ajudar nessa empreitada).
Isso não seria plenamente conclusivo, mas seria um começo. Ainda existem outras abordagens.
Enquanto isso, se você é altamente atraente para mosquitos, pode atribuir este fato ao seu odor, um odor produzido por suas bactérias e que pode ou não ter sido influenciado pela história evolutiva de seu povo.
Encerrei esse artigo aqui e o enviei por e-mail a Niels Verhulst para ter certeza de não ter omitido algo importante sobre o seu trabalho.
Ele leu o artigo e escreveu: “Eu concordo”. Pensei comigo que isso era uma boa notícia, mas ele prosseguiu... “no entanto, temos algumas evidências de que os genes HLA (sigla em inglês para antígenos leucocitários humanos) estão envolvidos.
Esses genes determinam o nosso odor corporal (e provavelmente o perfil bacteriano da pele) e constatamos que pessoas com um gene em particular são mais atraentes para esse mosquito (...). Esse gene ocorre com menor frequência na África (onde o exemplar mais fatal da malária tem sido predominante há muito tempo) que na Europa ou nos Estados Unidos (onde a história da malária tem sido mais irregular)”.
Esse foi um resultado tentador; um resultado que me dá vontade de começar a estudar os mosquitos; um resultado que, embora não confirme nem rejeite nenhuma das hipóteses apresentadas acima, oferece a sugestão tentadora de que a nossa atração relativa para os mosquitos é/pode ser/poderia ser parte de uma história mais antiga de agricultura, imigração, agricultura, mosquitos e malária. A menos, é claro, que não seja.
Eu te amo ciência.
Sobre o autor: Rob Dunn escreve sobre ciências e é biólogo do Departamento de Biologia da North Carolina State University. Seu primeiro livro, Every Living Thing, contou as histórias dos biólogos às vezes obsessivos, ocasionalmente loucos, e sempre determinados que têm procurado descobrir os limites do mundo vivo. Sua nova obra, The Wild Life of Our Bodies, explora como as mudanças em nossas interações com outras espécies, sejam bactérias na nossa pele, ácaros na testa ou tigres, afetaram a nossa saúde e nosso bem-estar. Rob vive com sua esposa, dois filhos, e um monte de microrganismos em Raleigh, na Carolina do Norte. Siga-o no Twitter @RobRDunn.
As opiniões expressas são as do autor e não necessariamente as da Scientific American.
sciam14ago2013
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