Muỗi rất thích Kim Zarins. Sở thích của loài côn trùng này với Zarins – một giáo sư tiếng Anh tại Đại học Bang Sacramento – mạnh đến mức con trai 20 tuổi của cô thích đi ra ngoài cùng mẹ, vì cô trở thành “mồi nhử”, và “con trai tôi biết rằng nó sẽ được an toàn”, Zarins nói.
Nhưng giờ đây, những người như Zarins – những “nam châm hút muỗi” – đang giúp các nhà khoa học xác định điều gì thu hút những sinh vật khát máu này, mang lại hy vọng mới trong việc xua đuổi chúng.
Muỗi không chỉ là điều phiền toái – chúng còn là vật trung gian truyền bệnh nguy hiểm như Zika, sốt xuất huyết, sốt rét, và bệnh West Nile, khiến hơn một triệu người tử vong mỗi năm. Và trong khi trước đây chúng phổ biến hơn ở vùng khí hậu nhiệt đới, thì nay muỗi mang mầm bệnh đã mở rộng phạm vi khi Trái Đất ấm lên – bao gồm cả nhiều bang ở Mỹ.
Muỗi sử dụng nhiều tín hiệu khác nhau để xác định mục tiêu. Mùi cơ thể giúp phân biệt con người với các loài động vật khác, và một số loài muỗi đã tiến hóa để tìm đến “hương đặc trưng” của chúng ta. Từ khoảng cách lên tới 60 mét, chúng lần theo luồng khí carbon dioxide mà ta thở ra. Khi tiến lại gần thêm hơn vài mét, chúng bắt đầu ngửi thấy mùi phát ra từ da của chúng ta. Ở khoảng cách khoảng 15 mét, chúng có thể nhìn thấy chúng ta dưới dạng các bóng tối nổi bật trên nền sáng. Cuối cùng, các vùng da ấm sẽ dẫn đường cho chúng đến những vị trí lý tưởng để đậu, và các thụ thể vị giác ở chân sẽ giúp muỗi quyết định nơi nào phù hợp để đốt.
Muỗi thích ngửi gì
“Muỗi thực sự rất giỏi trong việc phát hiện chúng ta,” Diego Giraldo – nhà thần kinh học tại Đại học Johns Hopkins, đồng tác giả nghiên cứu năm 2023 – cho biết. Nghiên cứu này mô tả các đặc điểm mùi của con người thu hút muỗi Anopheles gambiae, loài truyền bệnh sốt rét ở châu Phi.
Nghiên cứu lần đầu tiên cho thấy muỗi có thể phân biệt nhiều người khác nhau trong một không gian rộng bằng sân trượt băng. Trước đây, các nghiên cứu chỉ thực hiện trong buồng nhỏ, so sánh hai người một lần.
Trong thí nghiệm của Giraldo, 8 lều được nối với một sân thử nghiệm bằng các ống dẫn khí, mang mùi từ từng người trong lều đến các đĩa đen được đốt nóng. Máy quay hồng ngoại ghi lại chuyển động của muỗi đậu lên từng đĩa.
Kết quả: muỗi có khả năng đậu lên đĩa chứa mùi hấp dẫn nhất gấp 4 lần so với đĩa kém hấp dẫn nhất. “Ngay cả trong môi trường phức tạp có nhiều nguồn mùi, muỗi vẫn có xu hướng thích một số người hơn người khác,” Giraldo nói.
Các nhà nghiên cứu đã xác định thành phần mùi cơ thể bằng thiết bị tách các hợp chất khí trong mẫu. “Mùi người rất phức tạp,” theo nhà hóa học Stephanie Rankin-Turner, đồng tác giả nghiên cứu, hiện làm việc tại Đại học Pittsburgh. “Có rất nhiều hợp chất mà chưa ai từng phân loại trước đây.”
Họ tập trung vào các hợp chất đã biết là thành phần mùi người và tìm thấy 15 hợp chất bay hơi có trong mùi của tất cả người tham gia. Tuy nhiên, nồng độ của từng hợp chất mới là yếu tố quyết định khả năng thu hút muỗi.
“Nếu có hợp chất nào đó muỗi rất thích, và một người tiết ra nhiều hơn, thì khả năng họ bị muỗi đốt cũng cao hơn,” Rankin-Turner giải thích.
Muỗi đặc biệt bị thu hút bởi axit cacboxylic – loại axit béo trong mồ hôi người, có mùi giống như bơ thiu hoặc phô mai. Chúng được tiết ra trong bã nhờn (lớp dầu bảo vệ da), và cũng được tạo thành khi vi khuẩn có lợi trên da phân hủy các chất tiết.
Chúng cũng bị hấp dẫn bởi acetoin, một chất khác do vi khuẩn da tạo ra. “Hệ vi sinh vật trên da rõ ràng đóng vai trò lớn trong cách chúng ta có mùi và mức độ thu hút muỗi,” Rankin-Turner nói.
Dù các yếu tố như mang thai, tình trạng bệnh, hay chế độ ăn uống có thể ảnh hưởng đến mùi cơ thể, một số đặc điểm mùi lại rất ổn định trong nhiều tháng hoặc năm. Điều này lý giải vì sao một số người như cô Zarins thường xuyên bị muỗi “săn đuổi”.
“Rất nhiều người trong lĩnh vực này muốn hiểu điều gì khiến một người hấp dẫn hơn người khác – vì đó có thể là chìa khóa tạo ra thế hệ thuốc chống muỗi tiếp theo,” Matthew DeGennaro, nhà di truyền học về muỗi tại Đại học Quốc tế Florida, chia sẻ. Dù không tham gia nghiên cứu, ông đánh giá cao việc các nhà khoa học đã mô phỏng được điều kiện thực tế gần như ngoài tự nhiên trong phòng thí nghiệm.
Đánh lừa muỗi
Hầu hết mọi người đều sử dụng các sản phẩm chăm sóc cá nhân như dầu gội và chất khử mùi hàng ngày, vì vậy nhiều người nghĩ rằng nếu mùi cơ thể có thể thu hút muỗi thì có lẽ việc tắm rửa hoặc phủ thêm mùi hương có thể khiến chúng bị rối loạn. Nhưng thực tế lại phức tạp hơn nhiều, như các nhà khoa học phát hiện ra trong một nghiên cứu thử nghiệm nhằm tìm hiểu xem xà phòng ảnh hưởng thế nào đến khả năng lần theo con người của muỗi.
Trong thí nghiệm đầu tiên, các nhà nghiên cứu so sánh số lần muỗi đậu lên tay áo nylon đã được mặc trên cánh tay chưa rửa của một người với tay áo nylon mặc trên cùng cánh tay đó nhưng sau khi đã rửa bằng xà phòng. Thí nghiệm được lặp lại với bốn người khác nhau, mỗi người dùng một loại xà phòng khác nhau, bao gồm các nhãn hiệu như Dial và Native.
Điều khiến các nhà nghiên cứu bất ngờ là ở một số trường hợp, việc rửa bằng xà phòng lại khiến muỗi đậu nhiều hơn, tức là xà phòng làm tăng mức độ hấp dẫn của người đó đối với muỗi. Nhưng hiệu ứng này không nhất quán — ví dụ, xà phòng Dove và Simple Truth khiến một số người (nhưng không phải tất cả) trở nên hấp dẫn hơn, trong khi xà phòng Native dường như làm giảm sự thu hút.
Trái với kỳ vọng, thành phần hóa học của xà phòng có thể không quan trọng bằng cách những thành phần đó tương tác với hóa học cơ thể riêng của mỗi người. “Tất cả các loại xà phòng chúng tôi dùng đều có thành phần chính là limonene – một hợp chất vốn được biết đến như là chất xua đuổi muỗi – nhưng ba trong bốn loại xà phòng lại làm tăng sự thu hút của muỗi,” Clément Vinauger, một chuyên gia về thần kinh hành vi tại Đại học Bách khoa Virginia, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết.
Điều đó có nghĩa là cùng một hóa chất có thể thu hút hoặc xua đuổi muỗi tùy vào nồng độ và cách nó kết hợp với các hợp chất tự nhiên khác trên da người. Trong tự nhiên, Vinauger suy đoán rằng có thể một tổ hợp hóa học nào đó khiến muỗi nghĩ là “cây cối,” trong khi tỷ lệ khác của cùng các thành phần lại phát tín hiệu “con người.”
Ở giai đoạn tiếp theo của nghiên cứu, các nhà khoa học phân tích các tay áo nylon từ thí nghiệm ban đầu để xác định các tổ hợp hóa chất liên quan đến việc thu hút hoặc xua đuổi muỗi. Từ dữ liệu đó, họ thiết kế một hỗn hợp “hấp dẫn” và một hỗn hợp “xua đuổi,” sau đó thử nghiệm với người thứ năm – không tham gia các thí nghiệm trước đó.
Khi cho muỗi chọn giữa tay áo có chứa hỗn hợp hấp dẫn và tay áo có chứa dầu khoáng (làm đối chứng), muỗi rõ ràng ưa thích tay áo có hỗn hợp hấp dẫn, theo lời Chloé Lahondère, một nhà côn trùng học tại Virginia Tech và là đồng tác giả nghiên cứu. Tương tự, khi so sánh với hỗn hợp xua đuổi, muỗi lại thích đậu vào tay áo chỉ có dầu khoáng hơn.
Muỗi sử dụng các giác quan khác như thế nào
Muỗi cực kỳ giỏi trong việc tìm ra con người, và các nghiên cứu gần đây cho thấy chúng linh hoạt, thích nghi nhanh và bền bỉ. “Trong bất kỳ tình huống nào, muỗi liên tục tích hợp nhiều nguồn thông tin khác nhau: hình ảnh, mùi, âm thanh và nhiệt độ,” Vinauger nói.
Chẳng hạn, theo một nghiên cứu mới đây, muỗi có thể “nhìn thấy” tia hồng ngoại – khiến chúng nằm trong số ít loài vật có khả năng này. Chúng cũng điều chỉnh thị giác tùy theo thứ chúng ngửi được. Mùi người làm muỗi nhạy cảm hơn với màu sắc tông da, trong khi mùi hoa lại khiến chúng nhạy hơn với màu sắc của thực vật.
Và giống như người khiếm thị có thính giác nhạy hơn, khi một giác quan bị vô hiệu hóa, các giác quan khác của muỗi sẽ hoạt động mạnh hơn để bù đắp.
Lấy ví dụ về khứu giác của muỗi: khi các nhà khoa học làm tê liệt hệ thống khứu giác của muỗi Aedes aegypti, chúng lại trở nên nhạy cảm hơn với nhiệt. Trong một nghiên cứu công bố đầu năm nay, muỗi biến đổi gen không có các thụ thể khứu giác lại có xu hướng đậu nhiều hơn vào một vật được làm nóng đến nhiệt độ cơ thể người. Thêm nữa, các nghiên cứu tiếp theo cho thấy những con muỗi này tăng số lượng thụ thể cảm nhận nhiệt ở cơ quan cảm giác nằm ở chân trước.
Theo Takeshi Morita, một trong các tác giả nghiên cứu, những thông tin này có thể giúp chúng ta tăng cường cả khả năng phòng vệ lẫn tấn công. “Khi thiết kế thuốc xua đuổi hoặc bẫy muỗi, chúng ta cần đồng thời làm gián đoạn nhiều kênh cảm giác để có thể chống lại loài sinh vật vừa nguy hiểm vừa dai dẳng này,” ông nói. Ông hy vọng sẽ tiếp tục nghiên cứu xem liệu các giác quan khác – như khả năng cảm nhận độ ẩm – có được tăng cường khi muỗi mất khả năng ngửi không.
Tuy nhiên, bước tiến đột phá nhất, theo Vinauger, chính là việc công bố bản đồ di truyền đơn bào của muỗi – hiện đang được bình duyệt phản biện. Bằng cách xác định gen nào được biểu hiện trong từng tế bào, các nhà khoa học có thể có được một “bản đồ” giúp họ hiểu rõ chức năng của các cơ quan và mô cụ thể.
“Giờ đây chúng ta có thể thực sự đi sâu vào và phân tích chính xác điều gì đang diễn ra trong từng loại tế bào,” Vinauger nói.
Cách hiệu quả nhất để xua đuổi muỗi
Nghiên cứu để phát triển thuốc xua muỗi tối ưu vẫn còn ở giai đoạn sơ khai, nhưng các nhà khoa học đã có một vài gợi ý sơ bộ. Hãy thử dùng các sản phẩm có mùi dừa – mùi hương gắn liền với loại xà phòng tỏ ra hiệu quả nhất trong việc đẩy lùi muỗi, Vinauger gợi ý. “Và vì hiệu quả còn phụ thuộc vào mùi cơ thể cá nhân, bạn nên thử nghiệm với nhiều loại xà phòng khác nhau để xem loại nào phù hợp nhất.”
Tuy nhiên, biện pháp phòng vệ tốt nhất hiện nay vẫn là các loại thuốc xua muỗi truyền thống đã được các chuyên gia khuyến nghị nếu bạn ở khu vực có nguy cơ mắc bệnh do muỗi truyền. Các chất xua muỗi tự nhiên như tinh dầu khuynh diệp chanh cũng có thể hiệu quả.
Về phần Zarins, cô vẫn đang chờ đến ngày có thể “nghỉ hưu” khỏi vai trò làm “nam châm hút muỗi” cho con trai mình – và tìm được loại thuốc xua muỗi hiệu quả cho cả hai mẹ con.
Một số người thật sự là nam châm hút muỗi. Ảnh: National Geographic
