Med slående höghastighetsvideofilmer har forskare för första gången detaljerat hur rovmygglarver angriper och fångar byten i vattenlevande livsmiljöer. Publicerad idag i Annals of the Entomological Society of America , denna nya forskning kastar ljus över beteende som länge har visat sig vara för litet och för snabbt för att studera, tills nu.

Innan de flyger tillbringar myggorna sin ungdom i vatten, allt från översvämningsslätter till blomkrukor. Medan de flesta mygglarver äter alger, bakterier och andra mikroorganismer, är vissa rovdjur som livnär sig på andra vatteninsekter – inklusive andra mygglarver.

Dessa rovdjur har varit en källa till fascination för Robert G. Hancock, Ph.D., professor i biologi vid Metropolitan State University of Denver, under stora delar av hans karriär, säger han. Han observerade först deras strejker under ett mikroskop i en medicinsk entomologiklass som student.

"Det gick så otroligt snabbt", säger han. "Det enda vi såg var en suddig handling."

Men under åren sedan har framstegen inom video- och mikroskopteknologin gjort det möjligt för Hancock och hans elever att sakta ner den handlingen och få en inblick i en värld som ingen någonsin sett förut.

Hancocks rapport i Annals of the Entomological Society of America delar 10 videor av mygglarver som slår till och analyserar de anatomiska detaljerna och sekvensen av rörelser som är involverade.

Fem av videorna visar den liknande metoden som används av två arter, Toxorhynchites amboinensis och Psorophora ciliata, som är obligatoriska rovdjur – det vill säga deras diet kräver att de äter andra insektslarver – och vars biologi och beteende är mycket anpassade för att fånga byten. De andra fem videorna visar Sabethes cyaneus, en art som både livnär sig på mikroorganismer och ibland äter andra larver (d.v.s. ett fakultativt rovdjur) och som har utvecklat en betydligt annorlunda predationsteknik.

Hos både Toxorhynchites och Psorophora-arter slår larven bytet med en plötslig halsförlängning för att kasta huvudet bort från kroppen och mot bytet. Samtidigt sprids dess underkäkar och flera morrhårliknande borstar upp och snäpper sedan ihop sig på bytet vid kollisionen. Den unika, harpunliknande framdrivningen av huvudet verkar genereras av att larven först bygger upp trycket inom sina buksegment och sedan snabbt släpper det, säger forskarna.

Hancock minns sin förvåning när hans team först lyckades fånga anfallet på film. "Jag såg den först och min käke tappade, och det gör den fortfarande varje gång jag tittar på den", säger han.

Sabethes mygglarver saknar huvudförlängningsmekanismen. Istället fångar en Sabethes-larv bytesdjur genom att använda sin svans för att svepa bytet mot huvudet.

Under tiden öppnar larven sina underkäkar och överkäkar (tångliknande mundelar) och klämmer fast på bytet när det förs in. Användning av svansen – kallas en "sifon" eftersom den fungerar som ett andningsrör för mygglarver när de hänger upp och ner. nere vid vattenytan – var också en överraskning, säger Hancock.

Båda slagstilarna, i alla tre arterna i studien, tar cirka 15 millisekunder. Den hastigheten indikerar ett högt utvecklat, nästan reflexivt beteende som kallas ett mönster med fast handling, säger Hancock. Han liknade det vid verkan av en svala, som involverar flera, små individuella muskelrörelser. "Alla de här sakerna måste fungera tillsammans - vi gör det alla så automatiskt", säger han. "Och det är precis vad de här mygglarverna måste vara. Det är en paketlösning."

Toxorhynchites och Psorophora-myggor är välkända för sin predatorstatus. Speciellt Toxorhynchites-arter har studerats som ett potentiellt verktyg för kontroll av myggor som bär på sjukdomsframkallande bakterier, eftersom en enda Toxorhynchites-larv kan konsumera så många som 5 000 byteslarver innan de mognar till vuxen ålder. Som ett resultat av den larvdieten är vuxna Toxorhynchites och Psorophora-arter bland de största myggorna i världen. Sabethes cyaneus är samtidigt mindre formidabla rovdjur, men de växer till vuxna med iriserande blå färg och breda, fjäderliknande skovlar på benen.

Filmerna från Toxorhynchites och Psorophora-angrepp fångades först på 16-millimetersfilm med ett mikroskop och en kamerauppsättning designad – genom mycket försök, misstag och bortkastade filmer, säger Hancock – under sin tid vid University of the Cumberlands på 1990-talet. Han återvände till insatsen 2020 med studenter vid MSU Denver, denna gång med en digital höghastighetskamera i en liknande uppställning, för att filma Sabethes-anfall.

Lamporna som behövs för att belysa mygglarverna under mikroskopet är så varma och ljusa att de kräver värmeskyddande filter "för att inte bara laga mat" larverna och "de mörkaste solglasögonen jag kunde köpa" för att skydda forskarnas ögon, säger Hancock . Ändå möjliggör den nya digitalkameratekniken mycket enklare och mer avancerad forskning om mygglarver.

Medan höghastighetsfilmkameran tog bilder med upp till 600 bilder per sekund, kan den nya digitalkameran överträffa 4 000 bilder per sekund. Och ett 32-gigabyte SD-kort kan lagra, enligt Hancocks uppskattning, motsvarande cirka 12 000 USD i film och framkallning.

Hancock har studerat myggor under större delen av sin karriär, och han använder dem regelbundet som modellorganismer för forskning som utförs av eleverna han undervisar. Han säger att den här nya kunskapen om hur rovmygglarver fångar byten kan vara ett verktyg för att "fortsätta att avslöja mysterier i naturen omkring oss, särskilt i allt som är vattenlevande", och att videorna kan öppna människors ögon för de ekosystem som lever i även de minsta vattenpölar.

"Små behållare med vatten som inte rör sig är i första hand myggornas domän", säger han. + Utforska vidare

Att släppa ut främmande fisk för att bekämpa myggor är ofta ineffektivt och skadligt för miljön