Після Другої світової війни клопи спустошили світ, але в 1950-х роках їх майже повністю знищили за допомогою інсектициду дихлордифенілтрихлоретану (ДДТ). Пізніше цю хімічну речовину заборонили. Відтоді цей міський шкідник повернувся по всьому світу та розвинув стійкість до багатьох 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 генну мутацію, яка може призвести до стійкості до пестицидів.
Ці висновки були результатом дослідження, розробленого Бутом для аспірантки Камілли Блок, щоб розвинути її навички в молекулярних дослідженнях.
«Це була суто риболовецька експедиція», — сказав Бут, доцент кафедри міської ентомології в Коледжі сільського господарства та наук про життя імені Джозефа Р. та Мері В. Вілсон.
Бут, спеціаліст з міських шкідників, вже знав про генну мутацію в нервових клітинах німецьких тарганів та білокрилок, яка забезпечує стійкість до пестицидів. Бут запропонував Брук проаналізувати по одному зразку постільних клопів з кожної зі 134 різних популяцій, зібраних північноамериканською компанією з боротьби зі шкідниками між 2008 і 2022 роками, щоб визначити, чи несуть вони однакову клітинну мутацію. Результати показали, що мутацію несли два постільні клопи з двох різних популяцій.
«Це (відкриття) насправді було зроблено на основі моїх останніх 24 зразків», – сказав Блок, який вивчає ентомологію та є членом Співпраці з інвазивних видів. «Я ніколи раніше не займався молекулярною біологією, тому вивчення цих навичок є для мене надзвичайно важливим».
Оскільки популяції клопів генетично дуже однорідні, головним чином через інбридинг, одного зразка з кожної популяції зазвичай достатньо для представлення всієї групи. Однак, щоб переконатися, що Брок справді виявив мутацію, Бут перевірив усі зразки з двох ідентифікованих популяцій.
«Коли ми повторно протестували кількох особин в обох популяціях, ми виявили, що всі вони були носіями цієї мутації», — сказав Бут. «Тож вони стали носіями цих мутацій, і ці мутації ті самі, що ми виявили у німецьких тарганів».
Завдяки своїм дослідженням німецьких тарганів Бут дізнався, що їхня стійкість до пестицидів зумовлена генними мутаціями в клітинах їхньої нервової системи, і що ці механізми залежать від навколишнього середовища.
«Існує ген під назвою Rdl. Він був виявлений у багатьох інших видів шкідників і пов’язаний зі стійкістю до інсектициду дільдрин», – сказав Бут, дослідник з Інституту наук про життя Фраліна. «Ця мутація присутня у всіх німецьких тарганів. Дивно, але ми не знайшли жодної популяції, яка б не мала цієї мутації».
За словами Бута, фіпроніл та дільдрин — обидва інсектициди, ефективність яких була доведена проти клопів у лабораторних дослідженнях, — мають однаковий механізм дії, тому теоретично ця мутація може призвести до розвитку стійкості до обох препаратів. Дільдрин заборонено з 1990-х років, але фіпроніл досі використовується для місцевого застосування від бліх у собак та котів, а не для боротьби з клопами.
Бут підозрює, що багато власників домашніх тварин, які використовують краплі фіпронілу для лікування своїх улюбленців, дозволяють своїм котам і собакам спати з ними, піддаючи їхню постільну білизну впливу залишків фіпронілу. Якщо постільні клопи потрапляють у таке середовище, вони можуть ненавмисно контактувати з фіпронілом і стати схильними до поширення цього варіанту серед популяції.
«Ми не знаємо, чи є ця мутація новою, чи з'явилася вона пізніше, протягом того періоду, чи вона вже була присутня в популяції 100 років тому», – сказав Бут.
Наступним кроком буде розширення пошуку для виявлення цих мутацій по всьому світу, особливо в Європі, та в музейних експонатах різних періодів, оскільки постільні клопи існують вже понад мільйон років.
У листопаді 2024 року Booth Labs стала першою лабораторією, якій вдалося успішно секвенувати весь геном звичайного постільного клопа.
«Це перший випадок секвенування геному цієї комахи», — сказав Бут. «Тепер, коли у нас є послідовність геному, ми можемо вивчати ці музейні зразки».
Бут зазначає, що проблема музейної ДНК полягає в тому, що вона дуже швидко розпадається на дрібні фрагменти, але дослідники зараз мають шаблони на рівні хромосом, які дозволяють їм витягувати ці фрагменти та вирівнювати їх з цими хромосомами для реконструкції генів та геномів.
Бут зазначає, що його лабораторія співпрацює з компаніями з боротьби зі шкідниками, тому їхня робота з секвенування генів може допомогти їм краще зрозуміти глобальне поширення постільних клопів та способи їх знищення.
Тепер, коли Брок відточила свої навички в молекулярній біології, вона з радістю продовжить дослідження міської еволюції.
«Я люблю еволюцію. Вона мені дуже цікава», — сказав Блок. «Люди відчувають великий зв’язок із цими міськими видами, і я думаю, що легше зацікавити людей постільними клопами, бо вони, ймовірно, стикалися з ними особисто».
Ліндсі Майєрс — постдокторантка на кафедрі ентомології та ще одна учасниця дослідницької групи Бута у Вірджинському політехнічному інституті.
Вірджинський політехнічний інститут, як глобальний університет, що фінансується з державного бюджету, демонструє свій вплив, просуваючи сталий розвиток у наших громадах, у Вірджинії та в усьому світі.
Час публікації: 12 грудня 2025 р.