Am Anfang der Entdeckung stand die scheinbar paradoxe Feststellung, dass männliche Mücken der Art Anopheles gambiae irgendwo in ihren Körpern Geruchsrezeptoren ausbilden, die eigentlich nur den Antennen der weiblichen Tieren bei der Opfersuche dienen. Durch Analysen konnten die Forscher die Sensoren bei den Männchen dann schließlich genau verorten: Sie werden bei ihnen nicht auf den Antennen gebildet, sondern an den Geißeln ihrer Spermien. Um herauszufinden, welche Funktion sie an dieser Stelle besitzen, führten die Forscher Tests mit Signalstoffen durch, die bereits als Aktivatoren des Geruchssystems der weiblichen Stechmücken bekannt sind.
Es zeigte sich: Erhalten die Sensoren solche chemischen Signale, lösen sie ein verstärktes Schlagen der Geißel der Samenzellen aus. Blockierten die Forscher hingegen die Sensoren mit bestimmten Stoffen, blieb dieser Effekt der Signalstoffe aus. Ebenso waren sie bei Spermien unwirksam, die aufgrund von genetischen Veränderungen die Rezeptoren an ihren Oberflächen nicht mehr ausbilden. Für die Forscher ist das der klare Beweis für eine wichtige Funktion der Sensoren im Rahmen der Befruchtung.
Vor dem Hintergrund der Fortpflanzungsweise der Moskitos erscheine dies auch plausibel, sagen Pitts und seine Kollegen. Weibliche Mücken leben nur etwa einen Monat lang und paaren sich nur ein Mal. Die übertragenen Spermien speichern sie in bestimmten Organen ihres Körpers, um den richtigen Zeitpunkt zur Befruchtung abzuwarten, denn für die Produktion der Eier benötigen die Parasiten erst eine Blutmahlzeit. Wenn sich danach die Eier entwickelt haben, werden die Spermien zur Befruchtung auf sie losgelassen. „Die Spermien müssen dazu ein Signal bekommen”, sagt Pitts. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Geruchsrezeptoren die Sensoren sind, die diese Signale empfangen.”
Schnüffelnde Spermien könnten für Insekten typisch sein
Neben der Malaria-Mücke Anopheles gambiae besitzen auch andere Arten von Stechmücken dieses System, zeigten weitere Untersuchungen der Forscher. Die Spermien der Dengue-Fieber übertragenden Tigermücke Aedes albopictus oder der Gelb-Fieber-Mücke Aedes aegypti tragen ebenfalls Geruchssensoren. Vermutlich ist dieses System sogar für viele Insektenarten typisch, sagen die Forscher, denn sie fanden es außerdem bei der Taufliege Drosophila melanogaster und der Wespenart Nasonia vitripennis.
Pitts und seine Kollegen wollen nun Möglichkeiten ausloten, die Erkenntnisse zur Kontrolle bedrohlicher Insektenpopulationen zu nutzen. Eine Möglichkeit wäre beispielsweise die gezielte Freisetzung von massenhaft gezüchteten Männchen, die durch Manipulation des „Spermien-Geruchsinns” steril gemacht wurden. Sie könnten fruchtbaren Männchen so große Konkurrenz machen, dass Populationen einbrechen. Dieses umweltfreundliche Verfahren wurde bereits erfolgreich zur Bekämpfung von Pflanzenschädlingen eingesetzt.
