Mücken bevorzugten menschliches Blut schon vor modernen Menschen

Mücken saugen schon seit sehr langer Zeit menschliches Blut – deutlich länger, als Forschende früher angenommen hatten.

Eine neue genetische Analyse von Forschenden der University of Manchester zeigt, dass mehrere südostasiatische Malariamücken zwischen 2,9 und 1,6 Millionen Jahren vor heute menschliches Blut zu bevorzugen begannen – lange bevor moderne Menschen existierten.

Dieser Zeitraum fällt mit dem Auftreten von Homo erectus, einem frühen Vorfahren des Menschen, zusammen. Das deutet darauf hin, dass Mücken sich möglicherweise bereits während der ersten Ausbreitungswellen menschlicher Vorfahren in der Region auf menschliches Blut spezialisierten.

Der Fund legt nahe, dass Mücken-DNA eine unerwartete Spur früher menschlicher Präsenz bewahren könnte. Sie zeigt, wie die frühen Begegnungen von Insekten und unseren Vorfahren Krankheitsrisiken mitprägten, die bis heute bestehen.

Wie Mückenstiche Krankheiten übertragen

Menschliches Blut kann eine Mücke zu einem Vektor machen – also zu einem Tier, das Krankheiten zwischen Wirten überträgt und dazu beiträgt, dass Ausbrüche fortbestehen.

Sticht eine Mücke einen infizierten Menschen, kann sie einen Parasiten aufnehmen und ihn beim nächsten Stich über ihren Speichel an eine andere Person weitergeben.

Von rund 3.500 Mückenarten weltweit bevorzugt nur eine kleine Zahl deutlich menschliches Blut. Deshalb werden die meisten durch Mücken übertragenen Krankheiten nur von wenigen Arten verursacht.

Die Folgen sind enorm: Im Jahr 2022 verursachte Malaria weltweit schätzungsweise 249 Millionen Erkrankungen und 608.000 Todesfälle. Die Wahl des Wirts durch eine Mücke kann daher über Leben und Tod entscheiden.

Als Südostasien noch eine zusammenhängende Landmasse war

Vor Millionen von Jahren bestand ein grosser Teil Südostasiens aus einer weitläufigen verbundenen Landmasse namens Sundaland, an deren Stelle heute viele Inseln liegen.

Niedrigere Meeresspiegel und sich wandelnde Wälder schufen und unterbrachen fortlaufend Wege für Tiere, die sich durch die Region bewegten. Mücken folgten jenen Wirten, die am leichtesten erreichbar waren.

In diesen Wäldern lebte die Leucosphyrus-Gruppe, ein Verband eng verwandter Mücken, zu dem sowohl Affen stechende als auch Menschen stechende Arten gehören.

Da diese Arten einen gemeinsamen Vorfahren haben, eröffnet ihre Aufspaltung eine besondere Möglichkeit, zu untersuchen, wann und wo sich Mücken dem Menschen zuwandten.

Bevor Mücken Menschen als Wirte nutzten

Ehe manche Mücken begannen, Menschen Blut abzusaugen, richteten sich ihre Vorfahren vor allem auf nichtmenschliche Primaten aus, die hoch im Kronendach des Waldes lebten.

Dort oben waren Primaten als Wirte verlässlich vorhersehbar, und das Jagdverhalten der Mücken konzentrierte sich auf die schattige obere Waldschicht.

Als Klimaveränderungen jedoch Teile des Regenwalds ausdünnten, bewegten sich mehr Tiere am Waldboden. Dort lebende Säugetiere wurden plötzlich leichter erreichbare Ziele.

Einige Mücken folgten ihnen nach unten.

„Dieser evolutionäre Übergang könnte als Brücke zu einem Verhalten gedient haben, bei dem Menschen als Blutquelle genutzt werden“, sagte Upasana Shyamsunder Singh, die die Forschung als Doktorandin an der University of Manchester durchführte.

Wie Gerüche Mückenstiche lenken

Mücken orientieren sich bei der Suche nach Wirten über grössere Distanzen stark am Geruch. Spezielle Proteine, die als Geruchsrezeptoren bezeichnet werden, erkennen Duftmoleküle in der Luft und führen Mücken zu möglichen Blutmahlzeiten.

Diese Rezeptoren zu verändern, ist nicht einfach. Mücken folgen einer komplexen Mischung von Geruchssignalen, weshalb meist mehrere genetische Veränderungen nötig sind, um ihre Vorlieben zu verändern.

In der Leucosphyrus-Gruppe vermuten die Forschenden, dass eine Phase verstärkten Genaustauschs diese Veränderungen beschleunigt haben könnte.

Diese komplizierte genetische Verschaltung könnte erklären, weshalb sich eine ausgeprägte Vorliebe für menschliches Blut nur bei einem winzigen Anteil aller Mückenarten entwickelt hat.

Frühe Menschen wurden zu Zielen von Mücken

Fossilien aus Java belegen, dass Homo erectus vor rund 1,8 Millionen Jahren in Indonesien lebte – genau in der Mitte des in der Studie ermittelten Zeitfensters der Mückenentwicklung.

Zu diesem Zeitpunkt könnten wachsende Populationen aufrecht gehender menschlicher Vorfahren eine neue, verlässliche Blutquelle geboten haben.

Die Übereinstimmung der Daten aus der Mückenevolution und von menschlichen Fossilien spricht dafür, dass moderne Menschen nicht notwendig waren, um diesen Wandel im Fressverhalten der Mücken auszulösen.

Mücken-DNA kann archäologische Belege zwar nicht ersetzen, könnte Forschenden jedoch helfen, genauer einzugrenzen, wo und wann frühe Menschen lokale Ökosysteme prägten.

Die Vorliebe für menschliches Blut

Mehrere Mückenarten bevorzugen heute stark den Menschen. Genetische Hinweise deuten jedoch darauf hin, dass dieses Verhalten innerhalb der Leucosphyrus-Gruppe möglicherweise nur ein einziges Mal entstanden ist.

Die Umgestaltung von Geruchssinn und Verhalten erfordert mehrere genetische Veränderungen. Daher könnte sich ein erfolgreicher evolutionärer Wandel in verwandten Mückenpopulationen ausgebreitet haben, statt wiederholt unabhängig zu entstehen.

Schon vor dem Auftreten moderner Menschen könnten frühere menschliche Vorfahren ausreichend regelmässige Blutmahlzeiten geliefert haben, um diese Vorliebe dauerhaft zu verankern.

Die genaue Bestimmung der beteiligten Geruchsgene könnte zeigen, wie rasch Mücken neue Wirtpräferenzen entwickeln können.

Erkenntnisse für heutige Krankheitsrisiken

Heute dringen Menschen weiter in Waldränder und Lebensräume wild lebender Tiere vor. Dadurch ergeben sich neue Gelegenheiten für Mücken, auf Menschen zu treffen.

Mit zunehmenden Begegnungen kann die natürliche Selektion Mücken begünstigen, die häufiger Menschen stechen – insbesondere dort, wo Wälder durch Landwirtschaftsflächen, Strassen und Siedlungen ersetzt werden.

Zu verstehen, wann Mücken erstmals Menschen als Blutquelle nutzten, hilft Forschenden im öffentlichen Gesundheitswesen dabei, vorherzusagen, welche Arten künftig zu Krankheitsvektoren werden könnten.

Diese Erkenntnis ist besonders wichtig in Regionen, in denen Malaria weiterhin verbreitet ist und neue Mückenarten beginnen könnten, menschliche Krankheitserreger zu übertragen.

Grenzen der Studie

Für die zeitliche Einordnung weit zurückliegender Insektengeschichte wird häufig eine molekulare Uhr verwendet – eine Methode, die Zeit anhand von Veränderungen in der DNA schätzt.

Da Mückenfossilien selten sind, übernahmen die Forschenden Mutationsraten von Fruchtfliegen und passten diese für protein-kodierende Regionen an.

Zur Überprüfung ihrer Schätzungen verglich das Team Uhren auf Basis von Kern-DNA und mitochondrialer DNA; beide wiesen auf ähnliche Zeitpunkte der Aufspaltung hin.

Die Ergebnisse beruhen dennoch auf Annahmen über die Geschwindigkeit von Mutationen. Ändern sich diese Raten, verschiebt sich auch der Zeitpunkt wichtiger Aufspaltungen. Die scheinbare zeitliche Überschneidung mit Homo erectus sollte daher vorsichtig interpretiert werden.

Trotz dieser Unsicherheit zeigen die Mückengenome ein auffälliges Muster: Die frühe Ausbreitung menschlicher Vorfahren könnte mit einer dauerhaften Veränderung der Wirtswahl von Mücken zusammenfallen, die das Krankheitsrisiko bis heute beeinflusst.