Mücken bevorzugten menschliches Blut schon zu Zeiten von Homo erectus

Mücken ernähren sich schon seit sehr langer Zeit von menschlichem Blut – deutlich länger, als Forschende früher annahmen.

Eine neue genetische Untersuchung von Forschenden der University of Manchester zeigt, dass mehrere südostasiatische Malariamücken zwischen 2,9 und 1,6 Millionen Jahren damit begannen, menschliches Blut zu bevorzugen – lange vor dem Auftreten des modernen Menschen.

Dieser Zeitraum fällt mit der Ausbreitung von Homo erectus, einem frühen menschlichen Vorfahren, zusammen. Das deutet darauf hin, dass Mücken sich während der ersten Wanderungsbewegungen von Menschen in dieser Region auf menschliches Blut spezialisiert haben könnten.

Die Erkenntnis legt nahe, dass Mücken-DNA ein unerwartetes Zeugnis früher menschlicher Präsenz bewahren kann. Sie zeigt, wie die frühen Kontakte zwischen Insekten und unseren Vorfahren Krankheitsrisiken prägten, die bis heute fortbestehen.

Wie Mückenstiche Krankheiten übertragen

Menschliches Blut kann eine Mücke zu einem Vektor machen – also zu einem Tier, das Krankheitserreger zwischen Wirten transportiert und damit Ausbrüche aufrechterhält.

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

Von weltweit etwa 3.500 Mückenarten bevorzugt nur eine geringe Zahl menschliches Blut besonders stark. Deshalb wird der Großteil der durch Mücken übertragenen Krankheiten von nur wenigen Arten verursacht.

Die Folgen sind immens: 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 bildeten große Teile Südostasiens eine weitläufige, miteinander verbundene Landmasse namens Sundaland, auf der sich heute zahlreiche Inseln befinden.

Niedrige Meeresspiegel und Veränderungen der Wälder schufen und unterbrachen fortlaufend Wanderrouten für Tiere in der Region. Mücken folgten den 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, bietet ihre Aufspaltung eine besondere Möglichkeit zu untersuchen, wann und wo sich Mücken dem Menschen zuwandten.

Bevor Mücken den Menschen als Wirt nutzten

Ehe einige Mücken begannen, Menschen zu stechen, richteten sich ihre Vorfahren vor allem auf nichtmenschliche Primaten aus, die hoch in den Baumkronen des Waldes lebten.

Dort oben waren Primaten als Wirte zuverlässig anzutreffen, und das Suchverhalten der Mücken konzentrierte sich auf diese schattige obere Waldschicht.

Als Klimaveränderungen jedoch Teile des Regenwalds ausdünnten, bewegten sich mehr Tiere am Waldboden. Säugetiere, die am Boden lebten, wurden dadurch 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 während ihrer Promotion an der University of Manchester durchführte.

Wie Gerüche Mückenstiche lenken

Mücken orientieren sich bei der Suche nach Wirten aus größerer Entfernung stark am Geruch. Spezielle Proteine, sogenannte Geruchsrezeptoren, erkennen Duftmoleküle in der Luft und leiten die 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 verschieben.

Für die Leucosphyrus-Gruppe vermuten die Forschenden, dass ein sprunghafter Austausch von Genen 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 entwickelte.

Frühe Menschen wurden zu Zielen der 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 für die Mückenentwicklung.

Wachsende Populationen aufrecht gehender menschlicher Vorfahren könnten damals eine neue und verlässliche Blutquelle geboten haben.

Die Übereinstimmung zwischen den Daten der Mückenentwicklung und den menschlichen Fossilien deutet darauf hin, dass moderne Menschen nicht notwendig waren, um diesen Wandel im Fressverhalten der Mücken auszulösen.

Mücken-DNA kann archäologische Belege zwar nicht ersetzen, könnte Forschenden aber helfen, Ort und Zeitpunkt einzugrenzen, zu denen frühe Menschen lokale Ökosysteme beeinflussten.

Die Vorliebe für menschliches Blut

Mehrere Mückenarten bevorzugen heute Menschen sehr stark. Genetische Hinweise sprechen jedoch dafür, dass dieses Verhalten innerhalb der Leucosphyrus-Gruppe möglicherweise nur ein einziges Mal entstanden ist.

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

Schon vor dem Erscheinen des modernen Menschen könnten frühere menschliche Vorfahren ausreichend regelmäßige Blutmahlzeiten geliefert haben, um diese Vorliebe dauerhaft zu verankern.

Die genaue Identifizierung der beteiligten Geruchsgene könnte zeigen, wie rasch Mücken neue Wirtspräferenzen entwickeln können.

Erkenntnisse für das heutige Krankheitsrisiko

Heute dringen Menschen zunehmend in Waldrandgebiete und Lebensräume von Wildtieren vor. Dadurch ergeben sich für Mücken neue Gelegenheiten, mit Menschen in Kontakt zu kommen.

Mit zunehmenden Begegnungen kann die natürliche Selektion Mücken begünstigen, die Menschen häufiger stechen – insbesondere dort, wo Wälder in landwirtschaftliche Flächen, Straßen und Siedlungen umgewandelt werden.

Zu verstehen, wann Mücken erstmals Menschen als Blutquelle nutzten, hilft Fachleuten im öffentlichen Gesundheitswesen vorherzusagen, welche Arten sich künftig zu Krankheitsvektoren entwickeln könnten.

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

Einschränkungen der Studie

Die zeitliche Einordnung weit zurückliegender Entwicklungen bei Insekten beruht häufig auf einer molekularen Uhr – einer Methode, die Zeit anhand von Veränderungen in der DNA schätzt.

Weil 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 deuteten auf ähnliche Zeitpunkte der Aufspaltungen hin.

Die Ergebnisse hängen dennoch von Annahmen über die Geschwindigkeit von Mutationen ab. Verändern sich diese Raten, verschiebt sich auch die Datierung wichtiger Aufspaltungen. Die scheinbare zeitliche Überschneidung mit Homo erectus sollte daher vorsichtig interpretiert werden.

Trotz dieser Unsicherheit offenbaren die Mückengenome ein auffälliges Muster: Die frühe Ausbreitung des Menschen könnte mit einem dauerhaften Wandel bei der Wirtswahl von Mücken zusammenfallen, der das Krankheitsrisiko bis heute beeinflusst.