60 lat temu prawie pozbyliśmy się pluskiew. Potem zaczęli się zmieniać

Pluskwy, zagrożone wyginięciem, przystosowały się do nowych warunków i obecnie pestycydy są prawie bezużyteczne w walce z tymi owadami, które powróciły silniejsze, mądrzejsze i bardziej odporne niż kiedykolwiek. Co się stało?

W latach sześćdziesiątych pluskwy wydawały się skazane na zagładę. Po wiekach życia w cieniu i dręczyć ludzkośćbyliśmy bardzo blisko ich wytępienia.

Naszą główną bronią była pestycydy, takie jak DDT i pyretroidy, co okazało się prawdą zabójczo skuteczny. Ale dzisiaj te małe szkodniki powracają — silniejsze, mądrzejsze i bardziej odporne niż kiedykolwiek.

Co się stało?

Odrodzenie się pluskiew stało się globalnym problemem, ponieważ atakują domy, hotele i przestrzenie publiczne.

Niedawne badania wykazały, że pluskwy, Cimex lectulariusopracował serię wyrafinowane mechanizmy obronne genetyczne. Te obrony uczynić nas niemal niepokonanymi przed chemikaliami, które kiedyś wydawały się prowadzić do jego wyginięcia.

Jednak autorzy nowego badania, opublikowanego niedawno w czasopiśmie Insects, zsekwencjonowano genom pluskwyodkrywając, na co wciąż są podatni.

Mutacja i adaptacja

Chemiczny atak na szkodniki rozpoczął się na dobre po II wojnie światowej. Niesławny DDT, czyli dichlorodifenylotrichloroetani inne syntetyczne pestycydy swobodnie rozpylany w domach, hotelach i budynkach użyteczności publicznej.

pluskwy, które żywią się ludzką krwią i chowają się w szczelinach, szwach i materacach, były podatne na działanie tych substancji chemicznych. Przez krótki czas świat żył w epoce prawie pozbawionej pluskiew – wspomina.

Ale To zwycięstwo było krótkotrwałe. W latach 90. i 2000. ponownie zaczęły pojawiać się doniesienia o inwazjach pluskiew. Hotele w dużych miastach borykają się z falą skarg.

Tym razem pluskiew było jednak inaczej i okazywało się, że jest ich coraz więcej. Pestycydy, które kiedyś czyniły cuda, ledwie je spowolniły.

„W ciągu ostatnich dwudziestu lat pluskwy rozprzestrzeniły się na całym świecie, powodując liczne zagrożenia dla zdrowia. Do mutacje w Twoich genach pozwolił na rozwój pluskiew odporność na środki owadobójcze„ – piszą autorzy badania.

Naukowcy pod przewodnictwem Bonus Hidemasa na Uniwersytecie w Hiroszimie zsekwencjonowali genomy pluskiew wrażliwych i odpornych na pestycydy i odkryli setki specyficznych mutacji genetycznych odpornych pluskiew.

Mutacje te nie były przypadkowe. Zapewniały odporność na pyretroidy – obecnie najczęściej stosowany pestycyd przeciwko pluskiewom.

Irytujące owady

Pluskwy są mikrodrapieżniki które żywią się krwią, zwykle w nocy. Nie przenoś chorób na ludziale jego ukąszenie może powodować wysypkę, pęcherze i reakcje alergiczne.

To, co nazywamy „pluskwami” to właściwie dwa gatunki: Cimex lectularius (pospolity śmierdzący robak) i Cimex hemipterus, które występują głównie w tropikach.

Są z nami od tysięcy lat. W Egipcie znaleziono skamieniałości pluskiew sprzed ponad 3500 lat.

W ostatnich latach stały się tak odporne na pestycydy, że eksperci często je zalecają niechemiczne metody zwalczania — innymi słowy, najlepszym sposobem na pozbycie się pluskiew jest odkurzyć i wyrzucić. Drugą najlepszą opcją jest zdejmij wszystkie tkaniny i wypierz je do ponad 60 stopni Celsjusza.

Nie ma dowodów na to, że A kombinacja metod metody niechemiczne z użyciem insektycydów są skuteczniejsze niż same metody niechemiczne.

Kolonia pluskiew (Cimex lectularius) w materacu

Opór To nie stało się z dnia na dzień. Ewoluował przez dziesięciolecia, napędzany nieefektywnym stosowaniem pestycydów. Czasami populacja pluskiew była narażona na działanie pestycydów, ale niektóre osobniki przeżyły.

Ci, którzy przeżyli, rozmnażali sięprzekazując swoje geny odporności następnemu pokoleniu. Powtarzające się narażenie na pestycydy zadziałało jak filtr, umożliwiając rozwój tylko najbardziej odpornych pluskiew.

Prawdopodobnie, w populacji dominowały szczepy oporne. Proces ten, znany jako „ciśnienie selektywne„, to klasyczny przykład ewolucji w działaniu.

„Określiliśmy sekwencję genomu pluskiew odpornych na środki owadobójcze, które wykazywały odporność 20 000 razy większą niż pluskwy podatne” – wyjaśnia pierwszy autor badania, Kouhei Togabadacz na Uniwersytecie w Hiroszimie.

„Porównując sekwencje aminokwasów między pluskwami ​​podatnymi i odpornymi, zidentyfikowaliśmy pluskwy 729 transkryptów z określonymi mutacjami oporu” – wyjaśnia badacz.

Co się zmieniło?

Sekwencjonowanie genomu przypomina trochę ułożyć ogromną układankęczęsto z milionami kawałków. Głównym postępem w tym przypadku była metoda sekwencjonowania długiego odczytu, która umożliwia sekwencjonowanie długich łańcuchów DNA lub RNA na raz, bez dzielenia ich na mniejsze fragmenty.

Naukowcy uzyskali niemal pełny obraz dwóch genomów owadów odpornych i nieodpornych, osiągając pokrycie na poziomie około 98% w przypadku pierwszego i 95% w przypadku drugiego.

Jednym z głównych odkryć był tzw rola kanałów sodowych zależne od napięcia. Kanały te mają kluczowe znaczenie dla funkcjonowania nerwów, a pyretroidy zakłócają je, powodując paraliż i śmierć.

Jednakże, oporne pluskwy miały mutacje w tych kanałach sodu, co czyni je mniej podatnymi na działanie pestycydów. Zasadniczo pestycyd nie mógł już „trzymać się” celu.

Oprócz kanałów sodowych w badaniu zidentyfikowano zmiany w genach związane z inne mechanizmy obronne.

Niektóre mutacje zwiększa zdolność pluskiew do metabolizowania (i detoksykacji) chemikaliów szybciej. Inne z tych mutacji pogrubił egzoszkieletzapobiegając przedostawaniu się pestycydów do organizmu.

Razem te dwie adaptacje utworzył potężną tarczę przed atakami chemicznymi, które jeszcze kilka lat temu okazały się niszczycielskie dla gatunku.

Niektóre pluskwy miały mutacje w genach związanych z acetylocholinoesterazą, enzymem, na który działają pestycydy fosforoorganiczne i karbaminianowe. Te mutacje dodatkowo rozszerzył arsenał pluskiew przed różnymi klasami substancji chemicznych.

Naukowcy mają teraz nadzieję, że to badanie pomoże nam się rozwinąć najskuteczniejsze pestycydyidentyfikując dokładne mutacje genetyczne zapewniające odporność na pluskwy – i po raz kolejny umożliwiając nam spokojny sen bez obawy o towarzystwo niechcianych gości.