Un mosquito localiza su objetivo gracias a señales del entorno, como la silueta de una persona y el dióxido de carbono que exhala.
Investigadores del MIT y Georgia Tech han descubierto que las señales visuales y químicas influencian las trayectorias de vuelo de estos insectos. El equipo ha creado el primer modelo tridimensional del vuelo de los mosquitos, basado en experimentos en los que los insectos volaban en presencia de diferentes estímulos.
Modelos de vuelo y patrones de comportamiento
El modelo, publicado en la revista Science Advances, identifica tres patrones de vuelo que los mosquitos adoptan en respuesta a estímulos sensoriales.
Cuando solo pueden ver un potencial objetivo, adoptan un enfoque de “pasada”, acercándose rápidamente y retrocediendo si no detectan más señales que confirmen la presencia de un huésped.
Si no pueden ver el objetivo pero perciben un estímulo químico, como el dióxido de carbono, realizan “dobles tomas”, disminuyendo la velocidad y moviéndose de un lado a otro cerca de la fuente.
Aplicaciones en el control de mosquitos
Curiosamente, al recibir tanto señales visuales como químicas, como ver una silueta y oler dióxido de carbono, cambian a un patrón de “orbita”, volando alrededor del objetivo a una velocidad constante mientras se preparan para aterrizar, similar a un tiburón que rodea a su presa.
Los investigadores sugieren que este nuevo modelo puede predecir cómo volarán los mosquitos en respuesta a otros estímulos, como calor, humedad y ciertos olores, lo que podría ayudar a diseñar trampas más efectivas y estrategias de control.
“Nuestro trabajo sugiere que las trampas para mosquitos necesitan cebos multisensoriales específicamente calibrados para mantener a los mosquitos comprometidos el tiempo suficiente para ser capturados”, explica Jörn Dunkel, profesor de matemáticas en el MIT.
Investigación sobre el comportamiento de los mosquitos
El estudio también involucra a coautores del MIT como Chenyi Fei, un postdoctorado en el Departamento de Matemáticas, y Alexander Cohen, estudiante de doctorado en ingeniería química, entre otros.
Los mosquitos son considerados los animales más peligrosos del mundo debido a su impacto en la salud humana, transmitiendo enfermedades como la malaria y el dengue, que causan más de 770,000 muertes al año.
De las 3,500 especies de mosquitos conocidas, alrededor de 100 han evolucionado para atacar específicamente a los humanos, incluyendo Aedes aegypti, que utiliza diversas señales para localizar a sus huéspedes humanos.
Colaboración y experimentación
Para su estudio, los investigadores llevaron a cabo experimentos con 50 a 100 mosquitos de la especie Aedes aegypti en un ambiente controlado, registrando trayectorias en tres dimensiones. Utilizaron diferentes objetos para simular estímulos visuales y químicos.
En total, se generaron más de 53 millones de puntos de datos y 477,220 trayectorias de vuelo de mosquitos, que se utilizaron para desarrollar un modelo preciso de su comportamiento de vuelo.
“Proponemos una amplia gama de ecuaciones dinámicas. A medida que iteramos contra los datos, simplificamos la complejidad de la ecuación hasta obtener el modelo más simple que aún concuerda con los datos”, detalla Dunkel.
Desarrollo de herramientas interactivas
Los investigadores han creado una aplicación interactiva que incorpora el nuevo modelo de vuelo de mosquitos, permitiendo a los usuarios experimentar con diferentes parámetros y visualizar cómo volarían los mosquitos en respuesta.
“La esperanza inicial era contar con un modelo cuantitativo que simulara el comportamiento de los mosquitos alrededor de diversos diseños de trampas”, concluye Cohen.
Este trabajo fue financiado en parte por la National Science Foundation, Schmidt Sciences, LLC, el NDSEG Fellowship Program y el MIT MathWorks Professorship Fund.
