3 fazy ataku strzyżaka sarniego na człowieka

Poniżej nasza praca z badań nad zachowaniem i genami strzyżaka sarniego w iławskich lasach. PDF i dalej skrócona wersja. Badania terenowe - 2024. Genetyczne - 2025.

Spis treści

Streszczenie .............................................................................
Streszczenie graficzne ..............................................................
Wstęp .....................................................................................

I. Zachowanie strzyżaka w kontakcie z człowiekiem ..................................... 

1. 
   Pierwszy etap ataku – wizja ................................................................
   

2. Drugi etap ataku – ciepło ...............................................................
   a) Anatomia czujników (w tym ciepła) ..............................................
   b) Genetyka czujników ciepła .......................................................
   

3. Trzeci etap ataku – przytwierdzenie do gęstych, grubych włosów i nakłucie .........
   

4. Inne informacje .......................................................................
   
   

Wnioski ................................................................................... 

Przypisy ................................................................................... 

ZAŁĄCZNIK 1 – Metodologia badań genetycznych .........................................
ZAŁĄCZNIK 2 – Wyniki wyszukiwania sekwencji HMMER ..................................... 

Wstęp

Strzyżak sarni (Lipoptena cervi) (1) od kilku lat spotykany jest coraz częściej w lasach w okolicy Iławy i w Polsce. Pomimo, że człowiek nie jest jego żywicielem i ukąszenia są rzadkie, owad ten siada na ludziach. Jako, że ukąszenia mogą być bolesne, owad może przenosić choroby, a samo jego chodzenie po ciele jest irytujące, warty jest zainteresowania. W tym tekście opisałem trzy etapy ataku strzyżaka sarniego - wnioski z własnych doświadczeń, samodzielnych badań terenowych, badań literatury i własnych badań genetycznych.

Strzyżak sarni ma 3 fazy ataku. W pierwszej, na podstawie dopasowania wzorca wizyjnego, leci prosto w kierunku ofiary. Następnie, w pobliżu ofiary, koryguje lot za pomocą czujników ciepła, wybierając miejsca cieplejsze. Po lądowaniu szuka miejsca pod włosami, gdzie może się dobrze przymocować. Dopiero wtedy się wkłuwa.

I. Zachowanie strzyżaka w kontakcie z człowiekiem.

Strzyżak sarni żywi się krwią. Młode osobniki wylatują z ciała samicy z zapasami energetycznymi, które muszą im starczyć aż do momentu znalezienia żywiciela. Cłowieka atakuje przypadkiem, myląc go z ssakami leśnymi. Gdy już wyląduje, potrafi ponad godzinę szukać miejsca żerowania na człowieku, czasem odrzuca skrzydła. Próby ugryzień w ciągu pierwszej godziny/dwóch są rzadkie. Możemy założyć, że owad nie znajduje zwykle na człowieku miejsca, które receptory sygnalizowałyby mu jako optymalne, zbieżne z miejscem na tradycyjnym żywicielu.

1. Pierwszy etap ataku - wizja

Strzyżaki, startując z krzaków i drzew, podlatują do ofiary nawet z odległości kilkudziesięciu metrów. Widać to w przypadkach, gdy wzrok na ułamki sekund skupi się na nadlatującym owadzie, co nie jest częste, ale pozwala oszacować miejsca wylotu owada. Prędkość lotu szacuję na około 40km/h.

Strzyżak ma stosunkowo duże oczy, które, przy pomocy systemu nerwowego pozwalają na zgrubne sklasyfikowanie ofiary. Prowadziłem obserwacje w celu stwierdzenia czy strzyżak nie leci np. w stronę zapachu czy dwutlenku węgla, ale ataki następowały z kierunków do których nie mógł dolecieć zapach przemieszczającej się "pod wiatr" ofiary, stąd wnioskuję, że to bodziec wizyjny jest sygnałem do lotu, choć nie wykluczyłem innych (pomocniczo czy jako jedynych, gdy np. ofiara się nie rusza). Nie znalazłem poszlaki, która wskazywałaby, żeby z odległości kilkunastu, kilkudziesięciu metrów owad kierował się ciepłem.

Wrażliwość na kolory - nie skupiałem się na tym, choć możliwe, że mniej zauważa obiekty w kolorze ciemnozielonymi i że rzadziej siada na białym. Częstotliwość ataków tych owadów na człowieka pozwala sądzić, że cały gatunek nie odróżnia wizyjnie człowieka od tradycyjnych żywicieli jak jeleniowate.

2. Drugi etap ataku - ciepło

Dolatując do ofiary owad wydaje się włączać korektę lotu kierując się na miejsca cieplejsze, choć nie jest tu bardzo dokładny w określaniu miejsca lądowania.

Od dawna zauważałem u strzyżaków tendencję do siadania w miejscach, gdzie ciało jest odsłonięte, w sposób nieproporcjonalnie częsty w stosunku do siadaniu na ubraniu. Wyglądało na to, że strzyżaki kierują się ciepłem, ale ten mechanizm nie jest perfekcyjny. Żeby to zbadać chodziłem po lesie ubrany w foliowe peleryny i rękawiczki nitrylowe.

Chodziłem w pelerynie zielonej (ciemny, leśny kolor) i rękawiczkach białych, także w pelerynie żółtej, rękawiczkach niebieskich. W tym pierwszym stroju strzyżaki siadały na mnie o wiele rzadziej ale mogło być to spowodowane nie kolorem, ale miejscami po których chodziłem. Preferencja była bardzo wyraźna, lecz to pozostaje do dalszego zbadania.

Rękawiczkę miałem założoną na lewą dłoń, natomiast na prawej dłoni miałem rękawicę chroniącą przed gorącem, w niej trzymałem 20cm tekturę na której końcu była rękawiczka wypełniona pianką polistyrenową (temperatura otoczenia). Na głowie miałem kaptur i czapkę ale twarz chroniona była tylko daszkiem czapki.

W jednej z obserwacji, którą nagrywałem, w ciągu około 20 minut strzyżaki siadały:

16 - na lewej ręce

13 - na przedniej części folii, którą mogłem zobaczyć (klatka piersiowa, powyżej i poniżej, nie miałem kamery z tyłu) i na odkrytej twarzy

10 - na prawym konstrukcie (w tym 6 bliżej źródła ciepła na rurce lub na ręce z rękawiczką termiczną)

Wskazuje to na wyraźną preferencję na gradient ciepła.

Wcześniej przeprowadzałem badania z termoforem o temperaturze około 50-70 stopni w osłonie z materiału. Jednak ten "supersygnał" nie wydawał się przyciągać więcej owadów niż zwykła temperatura ciała.

Owad siada czasem na przedmiotach w pobliżu ciepła. Nie jest w stanie usiąść od razu w 100% przypadków na źródle ciepła. Natomiast wygląda na to, że przelatuje do ciepła, jeśli pomyli się o metr czy pół. Zauważyłem kilka przypadków przelotów z folii (na której owad siadał początkowo) na rękę.

a) Anatomia czujników (w tym ciepła)

Istnieją w literaturze naukowej skany/zdjęcia czujników zbliżonych gatunków (Melophagus ovinus, Hippobosca equina,Hippobosca longipennis). (2)

Wśród sensorów widać takie, które, według mnie, mogą być sensorami ciepła. Większość neuronów termoczułych, które odbierają informacje o temperaturze środowiska, u owadów znajduje się na czułkach w strukturach kutikularnych zwanych peg-in-pit sensilla (sensilla typu "szczecina w zagłębieniu"). Te sensilla zazwyczaj zawierają trzy neurony receptorowe: jeden neuron termoczuły oraz dwa przeciwstawne neurony higrosensoryczne (3) lub dwa neurony chemosensoryczne. (4)

Melophagus ovinus - wpleszcz owczy (2), nie ma skrzydeł więc nie powinien mieć dobrze działających czujników 2 pierwszych etapów ataku. Nie ma dużych oczu, a antena jest podobnego rozmiaru co u 2 pozostałych gatunków. Jeśli chodzi o coeloconic sensilla - 3 gatunki mają podobny rozmiar tego. Natomiast wpleszcz ma mniejsze basiconic sensilla. Wpleszcz ma także 3 razy mniej obu rodzai sensilli od tych latających. Może to potwierdzać, że podobne owady ale latające posługują się czujnikami ciepła.

b) Genetyka czujników ciepła.

W badaniu postanowiłem sprawdzić czy strzyżak sarni ma geny, które mogą być odpowiedzialne za wyczuwaniu ciepła ofiary, lub być pomocne w tym procesie. Wybrałem geny, które mogą odpowiadać za czucie ciepła wśród różnych owadów (skupiałem się na komarach, kleszczach, krwiopijnych pluskwiakach - Triatominae, muszcze owocówce, korzystając z różnych prac). Wytypowałem geny: GR28b.d, TRPA1, TRPA5, TRPA52, IR21a, Ir93a, Ir25a, Ir40a, nAChRalpha6, Dh31-R , Pdfr, Pyrexia, Painless, ppk24, ppk25. Są to zarówno klasyczne termoreceptory, ale i geny, które mogą modulować reakcje na temperaturę.

W początkowej fazie badań, z uwagi na brak dostępnego genomu Lipoptena cervi, wybrałem 4 geny: TRPa1, IR25a, ppk25, iR93a do sprawdzenia na dostępnym online genomie gatunku podobnego (5)

Pobrałem ortologi tych genów z baz https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/ (NCBI Orthologs - transcripts FASTA - owady) , dla TRPA52 geny z https://www.orthodb.org/. W serwisie Galaxy (6) wyrównałem je za pomocą MAFFT, następnie zbudowałem profil HMM. Potem użyłem programu NHMMER służącego do wyszukiwania homologicznych sekwencji nukleotydowych,

Wszystkie 4 badane geny zostały znalezione u strzyżaka wielbłądziego (Hippobosca camelina) stąd wydało się sensowne pozyskanie genomu od strzyżaków sarnich żyjących w naszym lesie i zbadanie ich genów.

DNA wyizolowane z samicy strzyżaka sarniego z lasu pod Iławą, wysłałem do laboratorium, które przeprowadziło sekwencjonowanie. Na otrzymanych danych przeprowadziłem składanie genomu do poziomu kontigów i zrobiłem analizę bioinformatyczną, jak powyżej (MAFFT-HMM-NHHMER).

Znalazłem u strzyżaka sarniego geny GR28b.d, TRPA1, IR21a, Ir93a, Ir25a, Ir40a, nAChRalpha6, Dh31-R , Pdfr, Pyrexia, Painless, ppk24, ppk25 z silnym poziomem dopasowania, TRPA5 - ze słabym poziomem dopasowania. Nie znalazłem TRPA52.

Dla sprawdzenia szukałem, tą samą metodą ortologów genów kodujących enzymy Pla2 - phospholipase A2 w rzędzie błonkoskrzydłych (Hymenoptera). Również zostały znalezione. Podobnie z genem SDIC2, który uważany jest za rzadki wśród owadów. Natomiast algorytm nie wykrył u strzyżaka genu TRAC, który występuje u kręgowców z adaptacyjnym układem odpornościowym, a nie występuje u owadów. Nie odkrył też LOC123006589 (GCA_015345945.1) charakterystycznego dla tribolium madens, co dowodzi że wyszukuje on rzeczywiście istniejące geny w badanym organiźmie.

Warto podkreślić, że geny różnych gatunków muchówek mogą być podobne nawet w 3/4 "In total, 9172 (74%) of Glossina genes (from 8374 orthologous clusters) had a Dipteran ortholog," (7) Znalezienie wspomnianych genów oznacza, że termiczne namierzanie ofiary nie jest wykluczone u strzyżaka sarniego, zwłaszcza, że potwierdzać to może budowa receptorów u pokrewnych gatunków i zaobserwowane reakcje owadów. Warto tu przeprowadzić dodatkowe badania, które być może, pozwolą na uzyskanie większej pewności.

3) Trzeci etap ataku - przytwierdzenie do gęstych, grubych włosów i nakłucie

Gdy strzyżaki sarnie znajdą żywiciela, odrzucają skrzydła i zostają na nim. Na człowieku czasem odrzucają skrzydła szukając bezpiecznego miejsca, czasem szukają go bez odrzucania skrzydeł. Na odsłoniętej, ludzkiej skórze chodzi najczęściej do przodu, ale czasem chodzi bokiem czy pod kątem lub zataczając koła. Szybkość poruszania na początku to nawet 30 cm na minutę, potem zwalnia. Tutaj przypuszczam (nie badałem tego), że strzyżak szuka miejsca, w którym może dobrze przyczepić się do włosia o odpowiedniej grubości (w rozmiarze swoich pazurków chwytowych, potencjalnie grubszego od ludzkiego), biorąc pod uwagę sygnały z innych czujników, których rola nie została dokładnie zbadana. Szukając miejsca strzyżaki wchodzą pod ubranie.

Podczas prowadzenia różnego rodzaju badań i obserwacji tylko raz poczułem ukłucie strzyżaka. Jakąś godzinę po zakończeniu badań. Ukłucie było bardzo subtelne (w terenie bym go nie poczuł) jakby na próbę. Od razu znalazłem strzyżaka pod ubraniem. Po ukłuciu nie pozostał żaden ślad, ani od razu ani po czasie. Nie testowałem dłuższego czasu - po przyjściu z terenu zmieniam ubranie i biorę prysznic. Możliwe, że po kilku godzinach strzyżak ostatecznie by się wkłuł. We włosach dość łatwo go wyczuć i wyciągnąć, gdy zaczyna drażnić skórę. To badanie nie obejmowało szczegółów tego etapu ataku.

Three Phases of the Deer Ked (Lipoptena cervi) Attack on Humans: Field and Genetic Studies

Krzysztof Kurpiecki

Ilavian Institute of Ideas (Iławski Instytut Idei)

February 22, 2025

Iława, Poland

 Abstract

This paper describes three stages of the deer ked (Lipoptena cervi) attack on humans—a victim that the deer ked mistakes for its usual hosts, i.e., forest mammals. The work combines field research, genetic studies, a literature review, and observations in forests around Iława (Poland). It details how the deer ked locates its victim by sight, then corrects its course using thermal sensors that detect warm places, and subsequently moves around on the host to select a site for piercing. The paper also examines the presence in the deer ked genome of traditional thermoreceptor genes as well as those potentially aiding in processing information about external temperature.