Почему комары предпочитают кусать одних, а не других?

Два человека сидят рядом летним вечером; через полчаса у одного десяток волдырей, у другого ни одного. Обычное объяснение — «сладкая кровь» — начинается слишком поздно: до прокола комар не знает ни вкуса крови, ни её состава. Он выбирает снаружи, по химическому и тепловому следу человека.

Кровь ищет только оплодотворённая самка, и ищет по цепочке. Издалека — углекислый газ выдоха, он говорит «здесь дышит животное», но не говорит кто. Ближе — запах кожи, и вот он у всех разный: у самых привлекательных для комаров людей в кожных выделениях устойчиво больше карбоновых кислот, и разница держится годами. Запах делают не столько сами железы, сколько бактерии на коже, перерабатывающие пот. В последних сантиметрах подключаются зрение и тепло: кожа при 34 °C излучает в инфракрасном диапазоне, и усики комара его ловят.

А число волдырей — не число укусов: кто-то реагирует на слюну комара сильно, кто-то почти нет.

Что сделать. После пробежки посидите рядом с тем, кто отдыхал: дыхание, тепло и пот усиливают все сигналы разом. И посчитайте волдыри у обоих на следующее утро — а не вечером.

Человек как движущееся химическое облако. Углекислого газа в воздухе 0,04 %, в выдохе — 4 %: в сто раз больше. Порции выдоха уносятся ветром как шлейф, и комар летит против ветра, пока концентрация растёт. Грубая оценка концентрации в следе:

1. десятки метров: углекислый газ выдоха
2. метры: запах кожи
3. сантиметры: тепло и влага
4. комар идёт по шлейфу против ветра — зигзагом

$$C \approx \frac{Q}{U\,A}$$

оценка порядка

То есть след тем гуще, чем больше человек выделяет ($Q$), и тем жиже, чем быстрее ветер ($U$) и шире расплылся шлейф ($A$). Крупный человек, нагрузка, беременность — всё, что увеличивает выдох, увеличивает и дальность, с которой комар вас находит.

Запах кожи — личная подпись. С кожи испаряются карбоновые кислоты, альдегиды, спирты, аммиак — десятки веществ. Комар считывает смесь, а не одну молекулу: одно вещество привлекает только вместе с углекислым газом, другое усиливает посадку, третье гасит. В опыте 2022 года 64 добровольца носили нейлоновые рукава, и рукава сравнивали попарно перед комарами: самый привлекательный оказался в сто раз притягательнее наименее привлекательного, и разница не менялась несколько лет. У «магнитов» было больше карбоновых кислот¹.

Микробиом — фабрика запаха. Свежий пот почти не пахнет. Запах появляется, когда бактерии кожи расщепляют пот и кожное сало. У 48 добровольцев состав микробиоты стоп предсказывал привлекательность для малярийного комара: привлекательнее были те, у кого бактерий больше, а разнообразие меньше. Часть этого наследуется: запахи однояйцевых близнецов для комара сходнее, чем разнояйцевых.

Предположения, стоящие за картиной:

1. Комар выбирает до укуса — по тому, что можно учуять, увидеть и почувствовать снаружи.
2. Сигналы работают цепочкой: каждый включается на своей дистанции.
3. Индивидуальные различия сидят в запахе кожи, а не в крови.

На близкой дистанции — зрение и тепло. Поймав шлейф, комар начинает реагировать на тёмные контрастные предметы. В нескольких десятках сантиметров подключается тепло: кожа при 34 °C излучает инфракрасный свет с максимумом около 9,4 микрометра, и в 2024 году показали, что усики жёлтолихорадочного комара улавливают его с расстояния до 70 сантиметров — не как камера, а нагревом чувствительных клеток².

Тот же принцип в других местах. Ракета с тепловой головкой наводится той же цепочкой: дальний радар, потом инфракрасный датчик. Пчела ищет цветок по запаху издалека и по ультрафиолетовому рисунку вблизи — [[Цветы и опылители]]. Поиск по убывающей дальности с отсевом на каждом шаге — общее решение, когда далёкий сигнал дёшев, но неточен, а точный — дорог и близок.

Что говорят данные о популярных объяснениях. «Комары любят первую группу крови» — одно небольшое исследование нашло больше посадок на людей с группой O, чем с A, но результат не воспроизведён и слаб. «Сладкая кровь» — механизма нет: сахар крови не пахнет. «Витамин B отпугивает» — контролируемое испытание не показало эффекта. «После спорта кусают сильнее» — правдоподобно: дыхание, тепло, влага и компоненты пота растут вместе. «Достаточно душа» — мыло меняет смесь, но не обязательно в нужную сторону: часть мыл делает кожу привлекательнее¹.

Волдыри — не укусы. При проколе самка вводит слюну с веществами против свёртывания. Иммунная система отвечает на её белки, и заметность следа зависит от реакции:

$$N_{\text{следов}}\approx N_{\text{укусов}}\cdot p_{\text{реакции}}$$

модель

Иначе говоря, два человека с равным числом укусов увидят разное число волдырей, если у одного $p$ близко к единице, а у другого к нулю. Реакция меняется с возрастом и с числом прежних укусов: у детей и приезжих она сильнее, у местных, кусаемых годами, слабеет. Бытовое «меня кусают больше» часто значит «я заметнее реагирую».

Рецепторы, которые это читают. Карбоновые кислоты комар чует особым классом рецепторов — ионотропными; у жёлтолихорадочного комара путь IR8a отвечает именно за кислоты, и комар с выключенным IR8a теряет интерес к человеческому запаху, но не к углекислому газу. Русский обзор молекулярной хеморецепции насекомых систематизирует три класса рецепторов — обонятельные, ионотропные и вкусовые².

Что добавила отечественная школа. Мончадский в 1950-е описал не химию кожи, а порядок нападения гнуса: поисковый лёт, подлёт, посадку, отсев, — и ввёл понятие «активности нападения» как меры, по которой оценивают репелленты и защиту. Сибирская и уральская школы собрали фауну и сезонность кровососущих комаров региона — без этого нельзя сказать, какой вид кусает на вашей веранде, а виды предпочитают разное.

Границы этого рассуждения.

• Результаты — по видам. Карбоновые кислоты доказаны для Aedes aegypti, микробиом стоп — для Anopheles gambiae; наш Culex и Aedes умеренной зоны прямо не проверялись, перенос — гипотеза.
• Оценка шлейфа — без вихрей. Реальный след рвётся турбулентностью на клочья, и комар летит зигзагом, как бражник по запаху цветка.
• Инфракрасное чувство — с 70 см. Оно не заменяет запах, а уточняет посадку; на дальней дистанции работает только газ.
• Наследуемость — частичная. Близнецы показали вклад генов, но не его величину; диета, лекарства и болезни меняют запах.

О чём спорят. Существует ли универсальный «привлекательный аромат» или у каждого вида комаров свои предпочтения? Опыты на одном виде находят одни вещества, на другом — другие; сторонники универсальности указывают на карбоновые кислоты и аммиак, общие для многих, оппоненты — на то, что даже реакция на углекислый газ у видов различается. Отсюда и практический спор о репеллентах: маскировать запах или подавлять рецепторы.

Открытый вопрос. Почему одни люди остаются «магнитами» годами при смене диеты, косметики и климата? Устойчивость указывает на гены или на постоянный состав микробиома, но ни одного гена привлекательности пока не найдено, а пересадка микробиома от «магнита» к «невидимке» на людях не ставилась.