Учени разкриха кой точно ген прави някои насекоми уязвими на топлина – откритие, което може да промени начина, по който контролираме вредители като комарите например. Конкретният случай е със Средиземноморската плодова муха, чийто репродуктивен цикъл вече може да бъде прекъсван на молекулярно ниво с изключителна прецизност.
Мнозина разглеждат този научен пробив като начало на нова ера в пест контрола, защото въпросният ген може да се окаже ключът към „ахилесовата пета“ на много други видове насекоми.
Темата за устойчивото управление на вредителите е все по-актуална, както за научните среди, така и за ДДД компании като Preventa.bg, които следят с интерес новите решения отвъд традиционните подходи.
LysRS: генът, който може да промени пест контрола
Откритието е направено от международен научен екип, ръководен от Университета в Гисен (Германия) и съвместния център на Организацията по храната и земеделието на ООН и Международната агенция за атомна енергия (FAO и МААЕ). Резултатите от изследването са публикувани в авторитетното научно списание Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
(Image: R. A. Aumann/JLU)
Какво всъщност откриват учените? Идентифицират ген, наречен Lysyl-tRNA synthetase (LysRS), който не само стои в основата на топлинно индуцираната смъртност при женските ембриони на Средиземноморската плодова муха, но и увеличава ефективността при стерилизацията при мъжките.
Използваният метод е познат в научните среди като „техника за стерилизиране на насекоми” (SIT). Той се прилага от десетилетия, но конкретният молекулярен механизъм зад температурната чувствителност при Ceratitis capitata беше неизвестен. Сега вече знаем, че ключовата роля е на гена LysRS.
Какво представлява SIT?
Техниката за стерилизиране на насекоми (SIT) е екологичен метод за контрол на вредители, при който в лабораторни условия се създават стерилни мъжки насекоми, които впоследствие се освобождават в природата. Тъй като те не създават поколение, популацията от дадения вид постепенно намалява.
Учените за първи път използват рентгенови лъчи, за да предизвикат стерилност у насекоми още през 1916 г. През 50-те години методът е приложен успешно срещу вид муха в САЩ (screwworm) и оттогава се използва в световен мащаб за контрол на вредители.
Голям пробив идва в края на 80-те години, когато в лабораторията на съвместния център FAO/IAEA е въведена температурночувствителна мутация (tsl) при Средиземноморската плодова муха.
Това е летален (смъртоносен) фенотип, засягащ женските ембриони при повишена температура. Яйцата се подлагат на краткотрайна топлинна обработка, при която женските загиват. Така в лабораторни условия се създават множество мъжки насекоми, които впоследствие се стерилизират чрез облъчване. След това се пускат в природата.
Въпреки дългогодишната му ефективност, генетичният механизъм зад температурната чувствителност остана неясен до днес. Това ограничаваше потенциалното му приложение и за други видове.
Нова глава в устойчивия пест контрол
Важното в случая е, че LysRS (и свързаните с него процеси) съществува не само при плодовата муха, но и при други насекоми и вероятно може да се използва подобна технология за контрол на други видове мухи, комари и други вредители. Просто се прекъсва репродуктивния им цикъл – без употреба на препарати и без да се засяга околната среда.
Ето защо откритието на LysRS не просто обяснява дългогодишна загадка, а отваря нова глава в устойчивия контрол на вредители.
Не е изключено и да се комбинират познанията за температурната чувствителност на насекомите със смарт технологии за контрол на вредители. Да се създадат например технологии за автоматизирано и селективно контролиране на насекоми (включително комари), в които вместо отрови се използва топлина.
FAO/IAEA вече провеждат програми с SIT за комари в Судан, Бразилия, Куба, Китай и други държави, в които тези насекоми са причина за хиляди смъртни случаи всяка година. Известно е, че комарите могат да пренасят редица болести като малария, денга, западнонилска треска, чикунгуня и други. И вследствие на климатичните промени, тези заболявания постепенно се превръщат от ендемични за определени региони в световна заплаха.
