Po Antrojo pasaulinio karo, šeštajame dešimtmetyje, blakių užkrėtimas visame pasaulyje buvo beveik išnaikintas dėl to, kad buvo naudojamas...insekticidasdichlorodifeniltrichloretanas, geriau žinomas kaip DDT, – cheminė medžiaga, kuri vėliau buvo uždrausta. Tačiau nuo to laiko visame pasaulyje vėl išaugo miesto kenkėjai, kurie įgijo atsparumą įvairiems insekticidams, naudojamiems jiems kontroliuoti.
Žurnale „Medicinos entomologijos žurnalas“ paskelbtame tyrime išsamiai aprašoma, kaip Virdžinijos technikos universiteto tyrėjų komanda, vadovaujama miesto entomologo Warreno Bootho, atrado genetines mutacijas, kurios gali sukelti atsparumą insekticidams.
Šis atradimas buvo Booth organizuoto tyrimo, skirto magistrantei Camillai Block, siekiant patobulinti jos molekulinių tyrimų įgūdžius, rezultatas.
Boothas, kuris specializuojasi miesto kenkėjų srityje, jau seniai pastebėjo genetinę mutaciją vokiškų tarakonų ir baltasparnių nervinėse ląstelėse, dėl kurios jie tapo atsparūs pesticidams. Boothas pasiūlė Blockui paimti po vieną blakių mėginį iš kiekvienos iš 134 skirtingų blakių populiacijų, kurias 2008–2022 m. surinko Šiaurės Amerikos kenkėjų kontrolės įmonės, kad išsiaiškintų, ar jos visos turi tą pačią ląstelių mutaciją. Rezultatai parodė, kad dvi blakių rūšys iš dviejų skirtingų populiacijų turėjo tą pačią ląstelių mutaciją.
„Tai iš tikrųjų yra mano paskutiniai 24 mėginiai“, – sakė entomologijos studijuotoja Bullock, kuri yra Invazinių rūšių partnerystės narė. „Niekada anksčiau nedariau molekulinių tyrimų, todėl visi šie molekuliniai įgūdžiai man buvo labai svarbūs.“
Kadangi dėl masinio veisimosi blakių užkrėtimo atvejai yra genetiškai vienodi, tik vienas kiekvieno mėginio egzempliorius paprastai reprezentuoja populiaciją. Tačiau Boothas norėjo patvirtinti, kad Bullockas iš tiesų rado mutaciją, todėl jie ištyrė visus mėginius iš abiejų identifikuotų populiacijų.
„Kai grįžome ir patikrinome kelis individus iš abiejų populiacijų, nustatėme, kad kiekvienas iš jų turėjo mutaciją“, – sakė Boothas. „Taigi jų mutacijos yra fiksuotos ir tai yra tos pačios mutacijos, kurias radome vokiškame tarakone.“
Tyrinėdamas vokiškus tarakonus, Boothas sužinojo, kad jų atsparumas insekticidams atsirado dėl genetinių mutacijų nervų sistemos ląstelėse ir kad šiuos mechanizmus nulėmė aplinka.
„Yra genas, vadinamas Rdl genu. Šis genas buvo aptiktas daugelyje kitų kenkėjų rūšių ir yra susijęs su atsparumu insekticidui, vadinamam dieldrinui“, – sakė Boothas, kuris taip pat dirba Fralino gyvybės mokslų institute. „Ši mutacija yra visuose vokiškuose tarakonuose. Stebina, kad neradome populiacijos be šios mutacijos.“
Fipronilas ir dieldrinas, du insekticidai, kurių veiksmingumas kovojant su blakėmis laboratorijoje įrodytas, veikia tuo pačiu veikimo mechanizmu, todėl mutacija teoriškai padarė kenkėją atsparų abiem, teigė Boothas. Dieldrinas buvo uždraustas nuo 1990-ųjų, tačiau dabar fipronilas naudojamas tik vietiniam blusų kontrolei katėms ir šunims, o ne blakėms.
Boothas įtaria, kad daugelis naminių gyvūnėlių savininkų, kurie naudoja vietinius fipronilo preparatus, leidžia savo katėms ir šunims miegoti kartu su jais, taip paveikdami jų patalynę fipronilo likučiais. Jei blakės patektų į tokią aplinką, jos galėtų netyčia susidurti su fipronilu, o tada blakių populiacijoje galėtų būti atrankinė mutacija.
„Nežinome, ar ši mutacija yra nauja, ar ji atsirado po to, ar per šį laikotarpį, ar ji jau buvo populiacijoje prieš 100 metų“, – teigė Boothas.
Kitas žingsnis bus išplėsti paiešką ir ieškoti šių mutacijų skirtingose pasaulio dalyse, ypač Europoje, ir skirtingu metu tarp muziejų eksponatų, nes blakių egzistuoja jau daugiau nei milijoną metų.
2024 m. lapkritį Bootho laboratorija pirmą kartą sėkmingai sekvenavo visą paprastosios blakės genomą.
Boothas pažymėjo, kad muziejų DNR problema yra ta, kad ji labai greitai suskyla į mažus fragmentus, tačiau dabar, kai tyrėjai turi šablonus chromosomų lygmenyje, jie gali paimti tuos fragmentus ir pertvarkyti juos į chromosomas, rekonstruodami genus ir genomą.
Boothas pažymėjo, kad jo laboratorija bendradarbiauja su kenkėjų kontrolės įmonėmis, todėl jų genetinio sekoskaitos darbas galėtų padėti joms geriau suprasti, kur pasaulyje randamos blakių rūšys ir kaip jų atsikratyti.
Dabar, kai Bullock ištobulino savo molekulinius įgūdžius, ji tikisi tęsti savo tyrimus apie miesto evoliuciją.
„Man patinka evoliucija. Manau, kad ji išties įdomi“, – sakė Blockas. „Žmonės vis labiau užmezga ryšį su šiomis miesto rūšimis ir manau, kad lengviau sudominti žmones blakių pasauliu, nes jie gali su tuo susitapatinti tiesiogiai.“
Įrašo laikas: 2025 m. gegužės 13 d.