Pēc Otrā pasaules kara blaktis plosīja pasauli, bet 20. gs. piecdesmitajos gados tās gandrīz pilnībā tika iznīcinātas ar insekticīdu dihlordifeniltrihloretānu (DDT). Šī ķīmiskā viela vēlāk tika aizliegta. Kopš tā laika šis pilsētu kaitēklis ir atgriezies visā pasaulē un ir izveidojies rezistence pret daudziem insekticīdiem, ko izmanto to apkarošanai.
Pētījumā, kas publicēts žurnālā "Medicīniskā entomoloģija", ir aprakstīts, kā Virdžīnijas Tehniskās universitātes pētnieku komanda, kuru vadīja pilsētu entomologs Vorens Būts, atklāja gēnu mutāciju, kas var izraisīt pesticīdu rezistenci.
Šie atklājumi bija pētījuma rezultāts, ko Booth izstrādāja absolventei Camille Block, lai attīstītu viņas prasmes molekulārajos pētījumos.
"Tā bija tikai makšķerēšanas ekspedīcija," sacīja Būts, pilsētas entomoloģijas asociētais profesors Džozefa R. un Marijas V. Vilsonas Lauksaimniecības un dzīvības zinātņu koledžā.
Būts, pilsētu kaitēkļu speciālists, jau zināja par gēnu mutāciju vācu prusaku un balto mušiņu nervu šūnās, kas nodrošina rezistenci pret pesticīdiem. Būts ieteica Brūkam analizēt pa vienam blakšu paraugam no katras no 134 dažādām populācijām, ko Ziemeļamerikas kaitēkļu apkarošanas uzņēmums savāca laikā no 2008. līdz 2022. gadam, lai noteiktu, vai tām ir viena un tā pati šūnu mutācija. Rezultāti parādīja, ka divām blaktīm no divām dažādām populācijām bija šī mutācija.
“Šis (atklājums) patiesībā tika izdarīts, pamatojoties uz maniem pēdējiem 24 eksemplāriem,” sacīja Bloks, kurš studē entomoloģiju un ir Invazīvo sugu sadarbības organizācijas biedrs. “Es nekad iepriekš neesmu nodarbojies ar molekulāro bioloģiju, tāpēc šo prasmju apgūšana man ir ļoti svarīga.”
Tā kā blakšu populācijas ģenētiski ir ļoti homogēnas, galvenokārt tuvradnieciskas krustošanas dēļ, viens paraugs no katras populācijas parasti ir pietiekams, lai pārstāvētu visu grupu. Tomēr, lai pārliecinātos, ka Broks patiešām ir atklājis mutāciju, Būts pārbaudīja visus paraugus no abām identificētajām populācijām.
“Kad mēs atkārtoti pārbaudījām vairākus indivīdus abās populācijās, mēs atklājām, ka viņiem visiem bija šī mutācija,” sacīja Būts. “Tātad viņi kļuva par šo mutāciju nesējiem, un šīs mutācijas ir tās pašas, ko mēs atradām vācu prusakiem.”
Pētot vācu prusakus, Būts uzzināja, ka to rezistence pret pesticīdiem ir saistīta ar gēnu mutācijām nervu sistēmas šūnās un ka šie mehānismi ir atkarīgi no vides.
“Pastāv gēns, ko sauc par Rdl gēnu. Tas ir atrasts daudzās citās kaitēkļu sugās un ir saistīts ar rezistenci pret insekticīdu dieldrīnu,” sacīja Būts, pētnieks Fralinas Dzīvības zinātņu institūtā. “Šī mutācija ir sastopama visiem vācu prusakiem. Pārsteidzoši, mēs neesam atraduši nevienu populāciju, kurā nebūtu šīs mutācijas.”
Pēc Būta teiktā, fipronilam un dieldrīnam — abiem insekticīdiem, kuru efektivitāte pret blaktīm ir pierādīta laboratorijas pētījumos — ir viens un tas pats darbības mehānisms, tāpēc teorētiski šī mutācija varētu izraisīt rezistences attīstību pret abām zālēm. Dieldrīns ir aizliegts kopš 20. gs. deviņdesmitajiem gadiem, taču fipronilu joprojām lieto lokālai blusu ārstēšanai suņiem un kaķiem, nevis blakšu kontrolei.
Būts pieļauj, ka daudzi mājdzīvnieku īpašnieki, kas savu mājdzīvnieku ārstēšanai lieto fipronila pilienus, ļauj saviem kaķiem un suņiem gulēt kopā ar viņiem, pakļaujot viņu gultasveļu fipronila atliekām. Ja blaktis nonāk šādā vidē, tās var netīšām nonākt saskarē ar fipronilu un kļūt predisponētas šī varianta izplatībai populācijā.
"Mēs nezinām, vai šī mutācija ir jauna, vai tā parādījās vēlāk, šajā periodā, vai arī tā jau bija sastopama populācijā pirms 100 gadiem," sacīja Būts.
Nākamais solis būs paplašināt meklēšanu, lai atklātu šīs mutācijas visā pasaulē, īpaši Eiropā, un muzeju eksponātos no dažādiem periodiem, jo blaktis ir pastāvējušas jau vairāk nekā miljonu gadu.
2024. gada novembrī Booth Labs kļuva par pirmo laboratoriju, kas veiksmīgi sekvencēja visu parastās gultas blakts genomu.
“Šī ir pirmā reize, kad ir sekvencēts šī kukaiņa genoms,” sacīja Būts. “Tagad, kad mums ir genoma sekvence, mēs varam pētīt šos muzeja paraugus.”
Būts norāda, ka muzeju DNS problēma ir tā, ka tā ļoti ātri sadalās mazos fragmentos, taču pētniekiem tagad ir hromosomu līmeņa veidnes, kas ļauj viņiem iegūt šos fragmentus un saskaņot tos ar šīm hromosomām, lai rekonstruētu gēnus un genomus.
Būts norāda, ka viņa laboratorija sadarbojas ar kaitēkļu apkarošanas uzņēmumiem, tāpēc viņu gēnu sekvencēšanas darbs varētu palīdzēt viņiem labāk izprast gultas blakšu globālo izplatību un veidus, kā tās izskaust.
Tagad, kad Broka ir pilnveidojusi savas prasmes molekulārajā bioloģijā, viņa ar prieku turpina pētījumus par pilsētu evolūciju.
“Man patīk evolūcija. Man tā šķiet ļoti interesanta,” sacīja Bloks. “Cilvēki jūt lielu saikni ar šīm pilsētu sugām, un es domāju, ka ir vieglāk ieinteresēt cilvēkus par blaktīm, jo viņi, iespējams, ir ar tām saskārušies paši.”
Lindsija Maijersa ir pēcdotorantūras pētniece Entomoloģijas katedrā un vēl viena Būta pētniecības grupas locekle Virdžīnijas Tehnoloģiju universitātē.
Virdžīnijas Tehnoloģiju universitāte kā globāla, publiski finansēta universitāte demonstrē savu ietekmi, veicinot ilgtspējīgu attīstību mūsu kopienās, Virdžīnijā un visā pasaulē.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 12. decembris