Po Antrojo pasaulinio karo blakės siaubė pasaulį, tačiau šeštajame dešimtmetyje jos buvo beveik visiškai išnaikintos insekticidu dichlorodifeniltrichloretanu (DDT). Vėliau ši cheminė medžiaga buvo uždrausta. Nuo tada šis miesto kenkėjas sugrįžo visame pasaulyje ir įgijo atsparumą daugeliui insekticidų, naudojamų jam kontroliuoti.
Žurnale „Medicinos entomologijos žurnalas“ paskelbtame tyrime išsamiai aprašoma, kaip Virdžinijos technikos universiteto tyrėjų komanda, vadovaujama miesto entomologo Warreno Bootho, atrado genų mutaciją, galinčią sukelti atsparumą pesticidams.
Šie rezultatai buvo Booth atlikto tyrimo, skirto magistrantei Camille Block, siekiant lavinti jos molekulinių tyrimų įgūdžius, rezultatas.
„Tai buvo grynai žvejybos ekspedicija“, – sakė Boothas, miesto entomologijos docentas Josepho R. ir Mary W. Wilsono žemės ūkio ir gyvybės mokslų koledže.
Miesto kenkėjų specialistas Boothas jau žinojo apie vokiečių tarakonų ir baltasparnių nervų ląstelių genų mutaciją, kuri suteikia atsparumą pesticidams. Boothas pasiūlė Brooke išanalizuoti po vieną blakių mėginį iš kiekvienos iš 134 skirtingų populiacijų, kurias 2008–2022 m. surinko Šiaurės Amerikos kenkėjų kontrolės bendrovė, kad nustatytų, ar jos turi tą pačią ląstelių mutaciją. Rezultatai parodė, kad dvi blakės iš dviejų skirtingų populiacijų turėjo mutaciją.
„Šis (atradimas) iš tikrųjų buvo padarytas remiantis mano paskutiniais 24 egzemplioriais“, – sakė Blockas, studijuojantis entomologiją ir priklausantis Invazinių rūšių bendradarbiavimo organizacijai. „Niekada anksčiau nedirbau molekulinės biologijos, todėl šių įgūdžių išmokimas man yra labai svarbus.“
Kadangi blakių populiacijos yra genetiškai labai homogeniškos, daugiausia dėl veislyno, vieno mėginio iš kiekvienos populiacijos paprastai pakanka visai grupei reprezentuoti. Tačiau norėdamas patikrinti, ar Brockas iš tiesų atrado mutaciją, Boothas ištyrė visus mėginius iš dviejų identifikuotų populiacijų.
„Kai pakartotinai ištyrėme kelis individus abiejose populiacijose, nustatėme, kad jie visi turėjo šią mutaciją“, – sakė Boothas. „Taigi jie tapo šių mutacijų nešiotojais, ir šios mutacijos yra tos pačios, kurias radome vokiškuose tarakonuose.“
Tyrinėdamas vokiškus tarakonus, Boothas sužinojo, kad jų atsparumas pesticidams atsirado dėl genų mutacijų jų nervų sistemos ląstelėse ir kad šie mechanizmai priklausė nuo aplinkos.
„Yra genas, vadinamas Rdl genu. Jis buvo rastas daugelyje kitų kenkėjų rūšių ir yra susijęs su atsparumu insekticidui dieldrinui“, – teigė Boothas, Fralino gyvybės mokslų instituto tyrėjas. „Ši mutacija yra visuose vokiškuose tarakonuose. Keista, bet neradome nė vienos populiacijos, kurioje nebūtų šios mutacijos.“
Pasak Bootho, fipronilas ir dieldrinas – abu insekticidai, kurių veiksmingumas nuo blakių laboratoriniais tyrimais įrodytas, – turi tą patį veikimo mechanizmą, todėl teoriškai ši mutacija gali sukelti atsparumą abiem vaistams. Dieldrinas yra uždraustas nuo 1990 m., tačiau fipronilas vis dar naudojamas vietiniam blusų gydymui šunims ir katėms, o ne blakių kontrolei.
Boothas įtaria, kad daugelis augintinių savininkų, kurie gydo savo augintinius fipronilo lašais, leidžia savo katėms ir šunims miegoti kartu su jais, taip apnuodindami jų patalynę fipronilo likučiais. Jei blakės patenka į tokią aplinką, jos gali netyčia susidurti su fipronilu ir tapti linkusios plisti šiam variantui populiacijoje.
„Nežinome, ar ši mutacija yra nauja, ar ji atsirado vėliau, tuo laikotarpiu, ar jau buvo populiacijoje prieš 100 metų“, – teigė Boothas.
Kitas žingsnis bus išplėsti šių mutacijų paiešką visame pasaulyje, ypač Europoje ir skirtingų laikotarpių muziejų ekspozicijose, nes blakių būta jau daugiau nei milijoną metų.
2024 m. lapkritį „Booth Labs“ tapo pirmąja laboratorija, sėkmingai nuskaičiusia visą paprastosios blakės genomą.
„Tai pirmas kartas, kai šio vabzdžio genomas buvo sekvenuotas“, – sakė Boothas. „Dabar, kai turime genomo seką, galime tyrinėti šiuos muziejaus egzempliorius.“
Boothas pažymi, kad muziejų DNR problema yra ta, kad ji labai greitai suskyla į mažus fragmentus, tačiau tyrėjai dabar turi chromosomų lygio šablonus, kurie leidžia jiems išskirti šiuos fragmentus ir suderinti juos su šiomis chromosomomis, kad būtų rekonstruoti genai ir genomai.
Boothas pažymi, kad jo laboratorija bendradarbiauja su kenkėjų kontrolės įmonėmis, todėl jų genų sekoskaitos darbas galėtų padėti joms geriau suprasti pasaulinį blakių plitimą ir būdus, kaip jas išnaikinti.
Dabar, kai Brock patobulino savo molekulinės biologijos įgūdžius, ji džiaugiasi galėdama tęsti savo tyrimus apie miesto evoliuciją.
„Man patinka evoliucija. Man ji labai įdomi“, – sakė Blockas. „Žmonės jaučia stiprų ryšį su šiomis miesto rūšimis ir manau, kad lengviau sudominti žmones blakių rūšimis, nes jie tikriausiai yra su jomis susidūrę asmeniškai.“
Lindsay Myers yra podoktorantūros mokslo darbuotoja Entomologijos katedroje ir kita Booth tyrimų grupės narė Virdžinijos technikos universitete.
Virdžinijos technikos universitetas, kaip pasaulinis, viešai finansuojamas universitetas, demonstruoja savo poveikį skatindamas tvarų vystymąsi mūsų bendruomenėse, Virdžinijoje ir visame pasaulyje.
Įrašo laikas: 2025 m. gruodžio 12 d.