След Втората световна война през 50-те години на миналия век, нашествията на дървеници бяха почти елиминирани в световен мащаб чрез използването на...инсектицидДихлордифенилтрихлороетан, по-известен като ДДТ, химикал, който оттогава е забранен. Въпреки това, градските вредители оттогава се завърнаха по целия свят и са развили резистентност към редица инсектициди, използвани за борбата им.
Проучване, публикувано в Journal of Medical Entomology, описва как изследователски екип от Virginia Tech, ръководен от градския ентомолог Уорън Бут, е открил генетични мутации, които могат да доведат до резистентност към инсектициди.
Откритието е резултат от изследване, организирано от Бут за докторантката Камила Блок, за да подобри уменията си в молекулярните изследвания.
Бут, който е специалист по градски вредители, отдавна е забелязал генетична мутация в нервните клетки на немските хлебарки и белокрилки, която ги прави устойчиви на пестициди. Бут е предложил Блок да вземе проба от по една дървеница от всяка от 134 различни популации на дървеници, събрани от северноамерикански компании за борба с вредителите между 2008 и 2022 г., за да види дали всички те имат една и съща клетъчна мутация. Резултатите показват, че две дървеници от две различни популации имат една и съща клетъчна мутация.
„Това всъщност са последните ми 24 проби“, каза Бълок, който изучава ентомология и е член на Партньорството за инвазивни видове. „Никога преди не съм правил молекулярни изследвания, така че притежаването на всички тези молекулярни умения беше от решаващо значение за мен.“
Тъй като нападенията от дървеници са генетично еднородни поради масово инбридинг, само един екземпляр от всяка проба обикновено е представителен за популацията. Но Бут искал да потвърди, че Бълок наистина е открил мутацията, затова тества всички проби и от двете идентифицирани популации.
„Когато се върнахме и изследвахме няколко индивида от двете популации, открихме, че всеки един от тях носи мутацията“, каза Бут. „Така че техните мутации са фиксирани и това са същите мутации, които открихме при немската хлебарка.“
Изучавайки немските хлебарки, Бут научил, че тяхната резистентност към инсектициди се дължи на генетични мутации в клетките на нервната система и че тези механизми са определени от околната среда.
„Има ген, наречен Rdl. Този ген е открит в много други видове вредители и е свързан с резистентност към инсектицид, наречен диелдрин“, каза Бут, който работи и в Института за науки за живота „Фралин“. „Тази мутация присъства във всички немски хлебарки. Изненадващо е, че не сме открили популация без тази мутация.“
Фипронил и диелдрин, два инсектицида, за които е доказано, че са ефективни срещу дървеници в лаборатория, действат по един и същ механизъм на действие, така че мутацията теоретично е направила вредителя резистентен и към двата, каза Бут. Диелдринът е забранен от 90-те години на миналия век, но фипронил сега се използва само за локален контрол на бълхи при котки и кучета, а не за дървеници.
Бут подозира, че много собственици на домашни любимци, които използват локално лечение с фипронил, позволяват на котките и кучетата си да спят с тях, излагайки постелките си на остатъци от фипронил. Ако дървеници бъдат внесени в такава среда, те биха могли неволно да бъдат изложени на фипронил и след това мутацията да бъде селектирана в популацията на дървениците.
„Не знаем дали тази мутация е нова, дали е възникнала след това, дали е възникнала през този период или дали вече е била налична в популацията преди 100 години“, каза Бут.
Следващата стъпка ще бъде разширяване на търсенето и търсене на тези мутации в различни части на света, особено в Европа, и по различно време сред музейни екземпляри, тъй като дървениците съществуват от над милион години.
През ноември 2024 г. лабораторията на Бут успешно секвенира целия геном на обикновената дървеница за първи път.
Бут отбеляза, че проблемът с музейната ДНК е, че тя се разпада на малки фрагменти много бързо, но сега, когато изследователите разполагат с шаблони на хромозомно ниво, те могат да вземат тези фрагменти и да ги пренаредят в хромозоми, реконструирайки гени и генома.
Бут отбеляза, че неговата лаборатория си партнира с компании за борба с вредителите, така че работата им по генетично секвениране може да им помогне да разберат по-добре къде се срещат дървеници по света и как да се отърват от тях.
След като Бълок е усъвършенствала молекулярните си умения, тя с нетърпение очаква да продължи изследванията си върху градската еволюция.
„Обичам еволюцията. Мисля, че е наистина интересна“, каза Блок. „Хората развиват по-дълбока връзка с тези градски видове и мисля, че е по-лесно да се заинтересуват хората от дървениците, защото те могат да се свържат с тях от първа ръка.“
Време на публикуване: 13 май 2025 г.