​Кусачие комары и зудящие укусы - неотъемлемая часть сибирского лета. Почему же этих насекомых так много в нашем городе и зачем они пьют кровь? О кровососах, их видах и любви к погодным условиям рассказала старший научный сотрудник СО РАН кандидат биологических наук Агния Григорьевна Мирзаева .

В Сибири комары активно начали изучаться в 1960-х годах. Дело в том, что больше всего гнуса обитает на необжитых территориях, и с тогдашних новостроек (в том числе с Байкало-Амурской магистрали, ГЭС) начался отток рабочего контингента: люди не выдерживали нападения этих двукрылых кровососущих насекомых. Для решения проблемы была создана Сибирская координационная комиссия по проблеме борьбы с гнусом и подкожными оводами при Президиуме АН СССР (ныне - СО РАН). В рамках ее работы сотрудники собирали данные о комарах с 1988 года и продолжают по сей день.

Для чего в природе нужны комары?

Комарами и их личинками питаются рыбы, лягушки, птицы, стрекозы. Кроме того, эти насекомые участвуют в обороте микроэлементов, вынося из болот углерод, фосфор, железо, кальций и множество других химических элементов. Еще комары питаются детритом, а также нектаром, являясь опылителями растений. Потому они - важный компонент природного равновесия.

Зачем они пьют кровь?

Кровь комарам необходима для созревания яиц: ею питаются только самки, а самцы пьют воду и нектар. Для того чтобы отложить яйца, самка должна обязательно получить кровь, поесть сладкого и попить воды. Однако есть виды, называемые автогенными: они могут отложить первую кладку без кровососания. Предполагается, что это адаптация - к суровым погодным условиям либо отсутствию потенциальных жертв.

У комаров есть интересная особенность: только часть яиц может выплодиться, а остальные всегда остаются про запас и продолжат развитие лишь при возникновении определенных условий. Все дело в том, что яйца этих насекомых способны выдерживать длительное высыхание и оставаться жизнеспособными до очередного покрытия водой и соответствующего тому или иному виду насекомых температурного оптимума. Так что при благоприятном исходе у комаров происходит одновременный массовый выплод. После этого самки напиваются крови и отправляются на места отдыха для прохождения гонотрофического цикла (процесса питания и размножения) и формирования яиц. Длительность таких циклов также зависит от погодных условий.

Где водятся?

В тайге численность этих насекомых высока, но особенно их много в тундре и лесотундре. Комары обитают вблизи открытых неглубоких слабопроточных водоемов, на болотах и вокруг них, поскольку личинки и куколки развиваются именно в воде. В текущую, подвижную воду комары откладывать яйца не станут. Причем личинки и куколки обитают в основном у поверхности, так как "выныривают" подышать воздухом. В Советском районе наиболее благоприятные для этого места - массив в окрестностях клиники Мешалкина, берега Обского водохранилища и овраг у экспериментального хозяйства : там существует целая цепь водоемов, которые исследователи даже назвали "золотым кольцом".

Какие виды комаров есть в Новосибирске?

В 1960 - 1980-е годы в Новосибирской области доминировали холодолюбивые виды - в частности, Aedes communis. Они обладают высокой плодовитостью и устойчивостью к низким температурам - такая терпимость изначально снижает количество конкурентов. Кроме того, Aedes communis могут образовывать индивидуальные колонии.

Однако конец 1990-х годов оказался аномально теплым: среднесуточная температура поднялась на 3 °С, а также выпало очень мало осадков, из-за чего водоемы не наполнялись. При этом редки были половодья, паводки, предпочитаемые комарами из-за увеличения уровня воды. Ввиду изменения погодных условий численность холодолюбивых видов начала уменьшаться: сейчас их может быть крайне мало - особенно если весна очень теплая. Так что стали плодиться другие виды: прежде всего Aedes vexans. Они обитают в неглубоких водоемах - в частности, поймах: участках долины вдоль направления потока воды, которые периодически затапливаются (соответственно, получаются идеальныe для комаров лужи с неглубокой наполненностью). В основном это происходит во время половодья - из-за того, что вода выходит из берегов рек. Требования к температурному оптимуму у видов различаются: нижний предел развития холодолюбивого Aedes communis составляет 7-9 °С, а вот у теплолюбивых Aedes vexans - 15-17 °С. Последние активнее всего размножаются в том случае, если осадки обильные, а температура выше нормы - 28 - 30 °С.

Численность комаров измеряется сачком. Исследователь производит отлов в течение трех минут вокруг себя - эта единица была установлена научными руководителями еще в 1960-е годы. При этом необходимо не пропустить время развития личинок - важного звена в изучении жизненного цикла комаров, ведь по ним даже легче определить некоторые виды. В особенно пиковые годы количество комаров может достигать до 700 экземпляров за один отлов.

Что выяснилось в результате исследования?

Под влиянием потепления климата стала меняться структура доминирующих видов комаров: на территории нашего города уменьшается численность холодолюбивых, которые были моноциклическими - то есть давали одно поколение в год. Обычно они существовали примерно до середины июля, а второго поколения, как правило, не появлялось - ведь полициклические виды крайне редко приживались в сибирских условиях. Однако позднее начали появляться теплолюбивые, способные дать поколения даже во второй половине лета. Так что в результате изменения погодных условий количество Aedes vexans нарастало из года в год.

А что сейчас?

В 2017 году весна не всегда радовала жителей Новосибирска теплом: несколько раз температура падала до минусовой, но так как перепады были кратковременными, численность комаров не уменьшилась. Однако она в принципе оказалась не слишком большой: летом проходили осадки, в основном не совпадавшие с высокой температурой. Если бы пошли обильные дожди, а жара сохранялась, то и комаров стало бы значительно больше - в таких условиях теплолюбивые виды развиваются за неделю. Вообще, холоднолюбивые комары могут развиваться во взрослое насекомое (имаго) до 1,5 месяцев в зависимости от температуры, а теплолюбивые, в среднем, - до месяца. Так что летом Aedes communis выживают за счет количества, а Aedes vexans - благодаря скорости развития.

Для сравнения, весна 2016 года оказалась самой ранней за весь многолетний период наблюдений. Зима была умеренно холодной, почва промерзла на небольшую глубину и хорошо впитывала тающую влагу, поэтому снег сошел постепенно. В итоге одновременно цвели сирень с рябиной, и в этих условиях уже вылетели комары - даже холоднолюбивые. Численность также не падала из-за сброса влаги в водохранилище, ведь паводковые Aedes vexans любят повышение уровня воды.

Уже к 2015 году теплолюбивые виды доминировали не только во второй части лета, когда в Новосибирске жарче всего и наблюдаются обильные осадки, а даже в первой половине этого времени года. Таким образом, на основе увеличения численности Aedes vexans наблюдается тенденция к потеплению климата. Что будет дальше - неизвестно: трудно давать долгосрочные прогнозы. Некоторые специалисты утверждают, что потепления нет, но это легко заметить не только на комарах, но и на других насекомых.

Алена Литвиненко

Ученые выяснили, что кровь человека и теплокровных животных в питании самок комаров является необходимым циклом в репродуктивном процессе насекомых. Причем комариные самцы в этом отношении совершенно безвредны - они «вегетарианцы».

Насосаться, чтобы потом выплодиться

Причина необходимости кровососания для комаров разъясняется, в частности, старшим научным сотрудником Института систематики и экологии животных сибирского отделения РАН кандидатом биологических наук А. Г. Мирзаевой. Агния Григорьевна приводит данные о том, что кровь теплокровных, к которым относится и человек, жизненно необходима для вызревания яиц у комариных самок. Самцы же, восполняя потребность организма во влаге, довольствуются водой и цветочным нектаром. Самки воду и нектар тоже потребляют, но только насосавшись крови. А. Г. Мирзаева добавляет, что есть так называемые автогенные виды комаров, у которых первая кладка яиц «бескровная». Однако причиной тому, как предполагают биологи, служит адаптивный фактор: комары либо приспосабливаются к суровому климату, либо пока не находят в своем ареале обитания объектов для охоты. К слову, на генотрофический цикл у этих насекомых, включающий в себя собственно кровососание и следующее за ним размножение, также влияют погодные условия - в зависимости от климата цикл может быть сравнительно скоротечным или же длительным.

Сколько выпьют, столько и «народят»

По данным сибирского энтомолога, доцента кафедры зоологии и эволюционной экологии животных Тюменского госуниверситета В. А. Столбова, самок в человеческой крови привлекает белок, необходимый компонент в их репродуктивном процессе. Виталлий Алексеевич утверждает, что объемы высосанной у теплокровных крови прямо пропорциональны количеству комариного потомства. В. А. Столбов разъясняет, почему комары-самцы физически не могут быть кровососами: у них ротовой аппарат устроен таким образом, что прокалывать кожу человека или животного такие насекомые просто не в состоянии. Если внимательно рассмотреть комара-самца, то на голове у него заметны усы, необходимые ему, чтобы искать себе пару, хоботка-жала у самцов нет. Сибирский энтомолог развенчивает распространенный миф о том, что жизнь самки-кровососа заканчивается после ее разового нападения на свою жертву. Виталий Алексеевич заверяет: комариха за одну только ночь в состоянии неоднократно впиваться в свою жертву. Основательно накачавшись крови, самка комара затем в течение двух-трех дней делает яйцекладки (от десятков до сотен яиц). А потом - снова в атаку. Некоторые комары могут жить до года.

Первые на очереди

Единого мнения по поводу того, разборчивы ли комары, если дело касается групп крови, у отечественных и западных ученых нет. Вышеупомянутый сибирский энтомолог В. А. Столбов, к примеру, придерживается точки зрения, что насекомое комар не в состоянии понять, какой группы кровь оно пьет, по запаху. Однако, замечает Виталий Алексеевич, «дух», исходящий от теплокровного, в данном случае все же имеет значение - если человек (животное) потеет, то комарихи слетятся к нему быстрее, чем к другой своей жертве. У американского коллеги В. А. Столбова Джозефа М. Конлона, технического эксперта Ассоциации по борьбе с комарами (в США есть и такая организация), другие данные. Он приводит результаты исследований, проведенных специализированным изданием Journal of Medical Entomologi, согласно которым комарихи все же предпочитают людей с «элитной» первой группой крови. Американские специалисты каким-то образом выяснили, что такие уникумы (первая группа у людей встречается не так уж часто) пахнут для насекомых по-особому.

Выпили? Закусают!

Продолжая тему запахов, можно привести еще научные выводы кандидата наук, профессора кафедры энтомологии Корнелльского университета Лоры Харрингтон . Она ссылается на исследования, проводимые на африканском континенте и среди коренных японцев. В обоих случаях полчища комаров особенно активно атаковали тех, кто выпивал. В Африке эксперимент ставили на потребителях пива, в Японии - на тех, кто употреблял более крепкий алкоголь. Правда, в данном случае ученые располагают только такими географическими особенностями фокус-групп и утверждать, что подобные выводы можно распространять в планетарном масштабе, не рискуют.

Они вас запомнят

Ученые из Вашингтонского университета (Сиэтл) выяснили, что гормон дофамин, присутствующий у комаров, не только способствует запоминанию определенной жертвы по запаху, но и служит рефлекторным защитником насекомых - когда человек или животное двигаются, комариха в целях безопасности отлетает. Американцы в результатом опытов с генетической модификацией насекомых лишали комаров данного нейромедиатора, и те в результате теряли чувство опасности при кровососании.

В том леденящем воображение факте, что основу рациона некоторых животных составляет кровь, нет ничего удивительного (она богата питательными веществами, особенно белками). И нет ничего странного в том, что некоторые животные, в частности представители семейства Culicidae, которых мы называем комарами, приспособились ее добывать.

Благодаря «кровавой диете» самки комаров смогли откладывать яйца не один раз в жизни, как многие другие двукрылые, а несколько. Рекордное количество кладок - 12 - зарегистрировано у малярийного комара. Не случайно потребность в крови испытывают только самки комаров - самцы к ней безразличны, они высасывают нектар и пыльцу из растений. Там почти нет белков, зато достаточно углеводов в качестве источника энергии. Впрочем, самки тоже переходят на вегетарианскую диету, если негде взять кровь, только в этом случае отложить яйца они не могут.

В семействе, которое насчитывает около трех тысяч видов, разные вкусовые пристрастия. Одни комары специализируются на каком-то одном виде хозяев, другим все равно, кого кусать - лишь бы еды было вдоволь. Есть и гурманы, любители холодной лягушачьей крови. Описаны даже насекомые, нападающие на рыб - илистых прыгунов, путешествующих по суше. Некоторые тропические виды способны питаться лимфой гусениц. Но большинство все-таки предпочитает теплую кровь птиц и млекопитающих.

Найти подходящую жертву комарам помогают сенсоры на усиках-антеннах, которые чувствительны к тепловому излучению, исходящему от живого существа, а также к продуктам его обмена веществ: углекислому газу и мочевой кислоте. Поскольку усиков два, то направление на источник крови они пеленгуют очень точно.

Возникновение и рост мегаполисов способствовали появлению новых форм комаров, специализирующихся на питании человеческой кровью, например, городского комара-пискуна Culex pipiens pipiens формы molestus. Недавно установили, что с одного миллиграмма крови человека самка городского комара дает около 40 яиц, а с такого же количества птичьей - вдвое больше. Значит, процесс приспособления еще только в самом начале.

Любопытно, что личинки городских комаров, пируя в сырых подвалах на разлагающейся органике, набирают достаточно запасов, чтобы без дополнительного питания кровью отложить первую кладку яиц. Досаждать нам ночью укусами и писком они отправляются после этого. Такая особенность позволяет городским комарам устойчиво поддерживать численность, независимо от доступности теплокровных жертв.

Вы думали, что комар сосет кровь через трубочку? Как бы не так: у комара не один инструмент, а целый набор - буры, насосы, шприцы и крепежные конструкции.

На самом деле у комара не одна, а шесть игл. На концах двух из них находятся зубья, которыми комар бурит кожу. Эти инструменты настолько тонкие, что человек почти не чувствует укус. Когда отверстие в коже проделано, комар погружает в него гибкую иглу-насос, которая поднимает вверх кровь, а другие иглы в это время служат распорками, расширяя отверстие.

Через одну из игл комар как шприцем вводит антикоагулянт, который не дает крови сворачиваться и облегчает её перекачку. Именно в этот момент мы чувствуем жжение.

Цель самки - получить как можно больше крови, чтобы отложить яйца. Поэтому когда ее брюшко заполняется, она стремится слить лишнюю воду, чтобы освободить место для крови.

Видеоролик для лучшего понимания этого удивительного процесса:

А теперь вернемся к нашему вопросу.

Если речь идет о собственной крови комара (гемолимфе), то она выполняет те же функции, что и кровь человека, - переносит питательные вещества, вредные продукты обмена, гормоны, обеспечивает защиту от инфекций. Только кислород и углекислый газ она не переносит - у комара трахейная дыхательная система, и по тоненьким трубочкам-трахеям кислород доставляется прямо к клеткам. Личинки комаров-звонцов («мотыль») - редкий случай среди насекомых, когда гемолимфа окрашена за счет гемоглобина в красный цвет. Дышат эти водные личинки через покровы, трахеи развиты у них слабо и наружу отверстиями не открываются. Живут они в иле на дне водоемов, где часто кислорода очень мало, и гемоглобин позволяет связывать и запасать дополнительные количества кислорода. (См. также ответ на вопрос «Есть ли у насекомых кровь?»)

Если же речь идет про кровь, которую самки комаров пьют при кровососании, то нужна она им прежде всего для размножения. Самки, как и самцы, могут пить воду и нектар и жить без питания кровью. Но большинство видов и популяций комаров-кулицид (Culicidae; к этому семейству относятся кровососущие комары) без питания кровью не способны к размножению. Кровь, в отличие от нектара, - пища, богатая белками. Белки, содержащиеся в плазме (жидкой части крови) и эритроцитах, перевариваются в кишечнике «комарихи», а образовавшиеся аминокислоты используются для синтеза белков её яйцеклеток.

Через 3–4 дня после вылупления из куколок самки комаров спариваются с самцами. Оплодотворенные самки ищут своих жертв. Напившись крови, самки переваривают ее в течение 2–3 суток. За это время в их яичниках созревают яйца, а затем самка находит подходящий водоем и откладывает яйца на поверхность воды. Некоторый процент самок после этого погибает, а оставшиеся в живых могут вновь напиться крови и только после этого отложить новую порцию яиц. (Спариваться снова им не надо, так как у них сохраняются запасы сперматозоидов в семеприемниках - особом отделе половой системы.) Цикл «питание - переваривание пищи - откладка яиц» по-научному называется «гонотрофическая гармония».

Но некоторым комарам кровь не нужна. Например, самки крупных комаров рода Toxorhynchites питаются только нектаром. Это связано с питанием их личинок. Личинки большинства комаров едят бактерий и мелкие частички мертвой органики - детрит. А личинки Toxorhynchites едят личинок других комаров - белковую животную пищу. Поэтому они запасают на личиночной стадии достаточно белков, чтобы их хватило самке для откладки яиц, и ей не приходится рисковать жизнью, добывая кровь.

Способность к автогении (откладке яиц без кровососания) появилась и у так называемых «городских комаров» - Culex pipiens pipiens forma molestus. Популяции этих комаров приспособились к жизни в полузатопленных подвалах городских домов. Вода в подвалах часто содержит достаточно органических веществ, их запасают при питании личинки, и самки этих комаров могут отложить первую кладку яиц без кровососания. Для следующих кладок нужно питание кровью, но популяция может существовать и увеличивать численность неограниченно долго и без этого. К сожалению, «инстинкт кровососания» у самок этого комара не исчез, и жителей некоторых городов они донимают даже зимой...

Перед тем как я объясню вам, почему комары пьют кровь, хочется ввести вас в общий курс дела. Возможно, кто-то из вас, уважаемые читатели, до сих пор не в курсе, но кровь сосут не все комары. Некоторые из них лакомятся нектаром (например, самцы), другие предпочитают сосать сок из растений, а есть и такие виды, которые вообще не питаются (например, долгоножки)! Обычно эти "травоядные" комарики собираются за городом в целые скопления из десятков и даже сотен тысяч особей! Они толкутся на одном месте, издавая пронзительный звон, привлекающий самок... Ожидается период спаривания. Но об этом как-нибудь в другой раз. Сейчас нас интересует, зачем комары пьют кровь, а значит, речь пойдет о самках. Они-то и являются настоящими вампирами! Именно они не дают нам с вами покоя ни днем, ни, тем более, ночью!

Итак, человека и животных кусают только самки комаров. О самцах не может быть и речи! "Кровавое меню" вызвано не капризами самок, а необходимостью! Дело в том, что наша кровь богата различными питательными веществами, главное из которых - Для самцов же наибольший интерес представляют углеводы, содержащиеся в сладких цветочных нектарах. Вот почему мы им безразличны!

Дело в том, что наш белок - это строительный материал, необходимый самке для производства и нормального развития своих яиц. Ведь растительная пища, как известно, не богата белками. От полноценного потребления этого "строительного материала" в непосредственной зависимости находится весь цикл закладки ее яиц. Чем больше белка потребил комар - тем качественнее будет его кладка. Именно поэтому самка может высосать крови намного больше собственного веса (если ее, конечно, не прихлопнут).

Конечно, не нужно думать, что единственное объяснение, зачем комары пьют кровь, кроется в их способности к размножению. Яйца самка отложит в любом случае, но если она не насосет нужного количества крови, то погибнет смертью героини: отдаст яйцам собственные белки ценой своей жизни. Однако если кровь с точки зрения источника пищи будет вообще недоступна комарам, они просто вымрут!

Как комары пьют кровь?

Этот процесс занимает у них ровно три минуты. Для самок нет никакой разницы в том, кого кусать - человека или животное. Ученые выяснили, что комары не просто протыкают кожу своим острым хоботком, впрыскивая в кровь специальную жидкость, препятствующую ее свертыванию, а в полной мере управляют им, выискивая капилляры. Только после того как нужный капилляр будет найден, комар вводит в него свою слюну, которая довольно технично не дает нашей крови свертываться, а затем начинает сосать. Кстати, именно поэтому сильно зудит - жидкость вызывает раздражение.

За что гибнут комары?

Как правило, в такие моменты нас абсолютно не интересует, зачем комары пьют кровь. Их слюна - это их собственный враг! Как бы парадоксально это не звучало, но именно она не дает закончить насекомым свое начатое дело! Когда комар пьет кровь, то его слюна, введенная внутрь, вызывает зуд, причиняя человеку неприятные ощущения... Как правило, реакция следует незамедлительно - мы отгоняем комара или вообще убиваем его.

В результате и человек остается с зудящей опухолью, и комар не "поужинает", а то и вовсе отправится к праотцам! Вот такая интересная "арифметика", друзья!