Met opvallende hogesnelheidsvideobeelden hebben wetenschappers voor het eerst gedetailleerd beschreven hoe roofzuchtige muggenlarven prooien aanvallen en vangen in aquatische habitats. Vandaag gepubliceerd in de Annals of the Entomological Society of America werpt dit nieuwe onderzoek licht op gedrag dat tot nu toe te klein en te snel is gebleken om te bestuderen.

Voordat ze gaan vliegen, brengen muggen hun jeugd door in het water, van overstromingsvlakten tot bloempotten. Terwijl de meeste muggenlarven algen, bacteriën en andere micro-organismen eten, zijn sommige roofdieren die zich voeden met andere waterinsecten, waaronder andere muggenlarven.

Deze roofzuchtige soorten zijn gedurende een groot deel van zijn carrière een bron van fascinatie geweest voor Robert G. Hancock, Ph.D., hoogleraar biologie aan de Metropolitan State University van Denver, zegt hij. Hij observeerde hun aanvallen voor het eerst onder een microscoop in een klas medische entomologie als student.

"Het was zo ongelooflijk snel", zegt hij. "Het enige dat we zagen was een waas van actie."

Maar in de jaren daarna hebben Hancock en zijn studenten dankzij de vooruitgang in video- en microscooptechnologie die actie kunnen vertragen en een kijkje kunnen nemen in een wereld die niemand ooit eerder had gezien.

Hancocks rapport in Annals of the Entomological Society of America deelt 10 video's van aanvallen van muggenlarven en analyseert de anatomische details en volgorde van bewegingen.

Vijf van de video's tonen de vergelijkbare methode die wordt gebruikt door twee soorten, Toxorhynchites amboinensis en Psorophora ciliata, die obligate roofdieren zijn - d.w.z. hun dieet vereist het eten van andere insectenlarven - en waarvan de biologie en het gedrag zeer geschikt zijn voor het vangen van prooien. De andere vijf video's bevatten Sabethes cyaneus, een soort die zich zowel voedt met micro-organismen als soms met andere larven (d.w.z. een facultatief roofdier) en die een significant andere predatietechniek heeft ontwikkeld.

Bij zowel Toxorhynchites als Psorophora-soorten valt de larve de prooi aan met een plotselinge nekverlenging om zijn hoofd weg van zijn lichaam en in de richting van de prooi te lanceren. Tegelijkertijd spreiden de kaken en verschillende snorharenachtige borstels zich open en klikken ze bij een botsing dicht op de prooi. De unieke, harpoenachtige voortstuwingsactie lijkt te worden gegenereerd doordat de larve eerst druk opbouwt in zijn buiksegmenten en deze vervolgens snel weer loslaat, zeggen de onderzoekers.

Hancock herinnert zich zijn verbazing toen zijn team de aanval voor het eerst op film vastlegde. "Ik zag het als eerste en mijn mond viel open, en dat doet hij nog steeds elke keer als ik ernaar kijk", zegt hij.

Sabethes muggenlarven missen het kopverlengingsmechanisme. In plaats daarvan strikt een Sabethes-larve een prooi door zijn staart te gebruiken om de prooi naar zijn kop te vegen.

Ondertussen opent de larve zijn kaken en maxillae (tangachtige monddelen) en klemt zich vast aan de prooi wanneer deze wordt binnengebracht. Gebruik van de staart - een "sifon" genoemd omdat deze dient als een ademhalingsbuis voor muggenlarven terwijl ze ondersteboven hangen aan het wateroppervlak - was ook een verrassing, zegt Hancock.

Beide aanvalsstijlen, in alle drie de soorten in het onderzoek, duren ongeveer 15 milliseconden. Die snelheid duidt op een sterk ontwikkeld, bijna reflexief gedrag dat een vast-actiepatroon wordt genoemd, zegt Hancock. Hij vergeleek het met de actie van een zwaluw, waarbij meerdere, kleine individuele spieracties betrokken zijn. "Al deze dingen moeten samenwerken - we doen het allemaal automatisch", zegt hij. "En dat is precies wat deze muggenlarvenaanvallen moeten zijn. Het is een pakketdeal."

Toxorhynchites en Psorophora-muggen staan ​​bekend om hun roofdierstatus. Met name Toxorhynchites-soorten zijn onderzocht als een potentieel hulpmiddel voor de bestrijding van muggen die ziekteverwekkende ziektekiemen dragen, omdat een enkele Toxorhynchites-larve wel 5.000 prooilarven kan consumeren voordat ze volwassen worden. Als gevolg van dat larvendieet behoren volwassen Toxorhynchites en Psorophora-soorten tot de grootste muggen ter wereld. Sabethes cyaneus zijn daarentegen minder formidabele roofdieren, maar ze groeien uit tot volwassenen met een iriserende blauwe kleur en brede, veerachtige peddels op hun benen.

De beelden van Toxorhynchites en Psorophora-aanvallen werden voor het eerst vastgelegd op 16 millimeter film met een microscoop en camera-opstelling ontworpen - door veel vallen, opstaan ​​en verspilde film, zegt Hancock - tijdens zijn tijd aan de Universiteit van de Cumberlands in de jaren negentig. In 2020 keerde hij terug naar de inspanning met studenten van MSU Denver, dit keer met een digitale hogesnelheidscamera in een vergelijkbare opstelling, om Sabethes-stakingen te filmen.

De lichten die nodig zijn om de muggenlarven onder de microscoop te verlichten, zijn zo heet en helder dat ze hittebeschermende filters nodig hebben "om de larven niet alleen te koken", en "de donkerste zonnebril die ik kon kopen" om de ogen van de onderzoekers te beschermen, zegt Hancock . Desalniettemin maakt de nieuwe digitale cameratechnologie veel eenvoudiger en geavanceerder onderzoek naar muggenlarven mogelijk.

Terwijl de high-speed filmcamera beelden vastlegde met maximaal 600 frames per seconde, kan de nieuwe digitale camera de 4.000 frames per seconde overtreffen. En een SD-kaart van 32 gigabyte kan, naar schatting van Hancock, het equivalent van ongeveer $ 12.000 aan film en ontwikkeling opslaan.

Hancock heeft het grootste deel van zijn carrière muggen bestudeerd en hij gebruikt ze regelmatig als modelorganismen voor onderzoek dat wordt uitgevoerd door de studenten die hij lesgeeft. Hij zegt dat deze nieuwe kennis over hoe roofzuchtige muggenlarven prooien vangen een hulpmiddel kan zijn om "door te gaan met het onthullen van mysteries van de natuur om ons heen, vooral in alles wat in het water is", en dat de video's de ogen van mensen kunnen openen voor de ecosystemen die zelfs in de kleinste plassen water.

"Kleine containers met water die niet bewegen, zijn voornamelijk het domein van muggen", zegt hij. + Verder verkennen

Het uitzetten van uitheemse vissen om muggen te bestrijden is vaak niet effectief en schadelijk voor het milieu