Після Другої світової війни в 1950-х роках зараження клопами було майже повністю знищено у всьому світі завдяки використанню...інсектицидДихлордифенілтрихлоретан, більш відомий як ДДТ, хімічна речовина, яку згодом заборонили. Однак міські шкідники з того часу знову з'явилися по всьому світу та виробили стійкість до низки інсектицидів, що використовуються для боротьби з ними.
У дослідженні, опублікованому в журналі «Journal of Medical Entomology», розповідається, як дослідницька група з Вірджинського політехнічного інституту під керівництвом міського ентомолога Воррена Бута виявила генетичні мутації, які можуть призвести до стійкості до інсектицидів.
Це відкриття стало результатом дослідження, яке Бут організував для аспірантки Камілли Блок, щоб покращити її навички в молекулярних дослідженнях.
Бут, який спеціалізується на боротьбі з міськими шкідниками, давно помітив генетичну мутацію в нервових клітинах німецьких тарганів та білокрилок, яка зробила їх стійкими до пестицидів. Бут запропонував Блоку взяти зразок по одному постільному клопу з кожної зі 134 різних популяцій постільних клопів, зібраних північноамериканськими компаніями з боротьби зі шкідниками між 2008 і 2022 роками, щоб перевірити, чи всі вони мають однакову клітинну мутацію. Результати показали, що два постільні клопи з двох різних популяцій мали однакову клітинну мутацію.
«Це насправді мої останні 24 зразки», — сказав Буллок, який вивчає ентомологію та є членом Партнерства з питань інвазивних видів. «Я ніколи раніше не займався молекулярними дослідженнями, тому наявність усіх цих молекулярних навичок була для мене критично важливою».
Оскільки зараження клопами є генетично однорідним через масове інбридингове схрещування, лише один екземпляр з кожного зразка зазвичай є репрезентативним для популяції. Але Бут хотів підтвердити, що Буллок справді виявив мутацію, тому вони протестували всі зразки з обох ідентифікованих популяцій.
«Коли ми повернулися та перевірили кількох особин з обох популяцій, ми виявили, що кожна з них була носієм мутації», — сказав Бут. «Тож їхні мутації фіксовані, і це ті самі мутації, які ми виявили у німецького таргана».
Вивчаючи німецьких тарганів, Бут дізнався, що їхня стійкість до інсектицидів зумовлена генетичними мутаціями в клітинах нервової системи, і що ці механізми визначаються навколишнім середовищем.
«Існує ген під назвою Rdl. Цей ген був виявлений у багатьох інших видів шкідників і пов'язаний зі стійкістю до інсектициду під назвою дільдрин», — сказав Бут, який також працює в Інституті наук про життя Фраліна. «Ця мутація присутня у всіх німецьких тарганів. Дивно, що ми не знайшли популяції без цієї мутації».
Фіпроніл та дільдрин, два інсектициди, ефективність яких проти постільних клопів була доведена в лабораторії, працюють за одним і тим же механізмом, тому мутація теоретично зробила шкідника стійким до обох, сказав Бут. Дільдрин заборонено з 1990-х років, але зараз фіпроніл використовується лише для місцевої боротьби з блохами у котів та собак, а не проти клопів.
Бут підозрює, що багато власників домашніх тварин, які використовують місцеве лікування фіпронілом, дозволяють своїм котам і собакам спати з ними, піддаючи їхню постільну білизну впливу залишків фіпронілу. Якщо постільних клопів завезти в таке середовище, вони можуть ненавмисно піддатися впливу фіпронілу, і тоді мутація може бути відібрана в популяції клопів.
«Ми не знаємо, чи є ця мутація новою, чи виникла вона після цього, чи виникла вона протягом цього періоду часу, чи вона вже була присутня в популяції 100 років тому», – сказав Бут.
Наступним кроком буде розширення пошуків та пошук цих мутацій у різних частинах світу, особливо в Європі, та в різний час серед музейних зразків, оскільки постільні клопи існують вже понад мільйон років.
У листопаді 2024 року лабораторія Бута вперше успішно секвенувала весь геном звичайного постільного клопа.
Бут зазначив, що проблема музейної ДНК полягає в тому, що вона дуже швидко розпадається на дрібні фрагменти, але тепер, коли дослідники мають шаблони на рівні хромосом, вони можуть взяти ці фрагменти та перебудувати їх у хромосоми, реконструюючи гени та геном.
Бут зазначив, що його лабораторія співпрацює з компаніями з боротьби зі шкідниками, тому їхня робота з генетичного секвенування може допомогти їм краще зрозуміти, де у світі зустрічаються постільні клопи та як від них позбутися.
Тепер, коли Буллок відточила свої молекулярні навички, вона з нетерпінням чекає продовження досліджень міської еволюції.
«Я люблю еволюцію. Я думаю, що це справді цікаво», — сказав Блок. «Люди розвивають глибший зв’язок із цими міськими видами, і я думаю, що легше зацікавити людей постільними клопами, тому що вони можуть безпосередньо відчути це».
Час публікації: 13 травня 2025 р.