Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін төсек қандалалары әлемді шарпыды, бірақ 1950 жылдары олар дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ) инсектицидімен толығымен дерлік жойылды. Бұл химиялық зат кейінірек тыйым салынды. Содан бері бұл қалалық зиянкес бүкіл әлемде қайта пайда болды және оларды бақылау үшін қолданылатын көптеген инсектицидтерге төзімділік танытты.
Journal of Medical Entomology журналында жарияланған зерттеуде Вирджиния Тех университетінің қалалық энтомолог Уоррен Бут бастаған зерттеу тобы пестицидтерге төзімділікке әкелуі мүмкін ген мутациясын қалай ашқаны егжей-тегжейлі сипатталған.
Бұл тұжырымдар Буттың аспирант Камилла Блокқа молекулалық зерттеулердегі дағдыларын дамыту үшін жасаған зерттеуінің нәтижесі болды.
«Бұл тек балық аулау экспедициясы болды», - деді Джозеф Р. және Мэри В. Уилсон атындағы ауыл шаруашылығы және тіршілік ғылымдары колледжінің қалалық энтомология кафедрасының доценті Бут.
Қалалық зиянкестермен күрес жөніндегі маман Бут неміс тарақандары мен ақ шыбындарының жүйке жасушаларындағы пестицидтерге төзімділікті тудыратын ген мутациясы туралы білетін. Бут Брукқа 2008 және 2022 жылдар аралығында Солтүстік Американың зиянкестермен күрес компаниясы жинаған 134 түрлі популяцияның әрқайсысынан төсек қандалаларының бір үлгісін талдауды ұсынды, олар бірдей жасушалық мутацияны тасымалдайтынын анықтады. Нәтижелер екі түрлі популяциядан алынған екі төсек қандаласының мутацияны тасымалдайтынын көрсетті.
«Бұл (жаңалық) менің соңғы 24 үлгіме негізделген», - деді энтомологияны зерттейтін және Invasive Species Collaboration мүшесі Блок. «Мен бұрын молекулалық биологиямен айналысқан емеспін, сондықтан бұл дағдыларды үйрену мен үшін өте маңызды».
Төсек қандалалары популяциялары генетикалық тұрғыдан өте біртекті болғандықтан, негізінен туыстық қатынасқа байланысты, әр популяциядан бір үлгі әдетте бүкіл топты көрсету үшін жеткілікті. Дегенмен, Броктың мутацияны шынымен тапқанын тексеру үшін Бут анықталған екі популяциядан барлық үлгілерді тексерді.
«Екі популяциядағы бірнеше адамды қайта тексерген кезде, олардың барлығында осы мутация бар екенін анықтадық», - деді Бут. «Осылайша олар осы мутациялардың тасымалдаушылары ретінде танылды, және бұл мутациялар біз неміс тарақандарында кездестірген мутациялармен бірдей».
Неміс тарақандарын зерттеу арқылы Бут олардың пестицидтерге төзімділігі жүйке жүйесінің жасушаларындағы ген мутацияларына байланысты екенін және бұл механизмдер қоршаған ортаға тәуелді екенін білді.
«Rdl гені деп аталатын ген бар. Ол басқа да көптеген зиянкес түрлерінде кездеседі және инсектицид диелдриніне төзімділікпен байланысты», - деді Фралин тіршілік ғылымдары институтының зерттеушісі Бут. «Бұл мутация барлық неміс тарақандарында бар. Таңқаларлығы, біз бұл мутацияны алып жүрмейтін бірде-бір популяцияны таппадық».
Буттың айтуынша, зертханалық зерттеулерде төсек қандалаларына қарсы тиімді екені дәлелденген фипронил мен диелдриннің әсер ету механизмі бірдей, сондықтан теориялық тұрғыдан бұл мутация екі дәріге де төзімділіктің дамуына әкелуі мүмкін. Диелдринге 1990 жылдардан бері тыйым салынған, бірақ фипронил әлі күнге дейін төсек қандалаларын бақылау үшін емес, иттер мен мысықтарды бүргеден емдеу үшін қолданылады.
Бут үй жануарларын емдеу үшін фипронил тамшыларын қолданатын көптеген үй жануарларының иелері мысықтары мен иттерінің олармен ұйықтауына жол береді, бұл олардың төсек жабдықтарын фипронил қалдықтарына ұшыратады деп күдіктенеді. Егер төсек қандалалары мұндай ортаға енсе, олар байқаусызда фипронилмен байланысқа түсіп, популяцияда бұл нұсқаның көбеюіне бейім болуы мүмкін.
«Біз бұл мутацияның жаңа ма, кейінірек, сол кезеңде пайда болды ма, әлде 100 жыл бұрын популяцияда болған ба, білмейміз», - деді Бут.
Келесі қадам - төсек қандалалары миллион жылдан астам уақыт бойы пайда болғандықтан, бұл мутацияларды бүкіл әлемде, әсіресе Еуропада және әртүрлі кезеңдегі мұражай экспонаттарында анықтау үшін іздеуді кеңейту.
2024 жылдың қараша айында Booth Labs кәдімгі төсек қандаласының геномын толығымен сәтті тізбектеген алғашқы зертхана болды.
«Бұл жәндіктің геномы алғаш рет рет тізбектеліп отыр», - деді Бут. «Енді бізде геном тізбегі бар болғандықтан, біз бұл мұражай үлгілерін зерттей аламыз».
Бут мұражай ДНҚ-сының мәселесі оның өте тез ұсақ фрагменттерге бөлінуінде екенін атап өтті, бірақ зерттеушілер қазір бұл фрагменттерді алып, оларды осы хромосомалармен сәйкестендіру арқылы гендер мен геномдарды қалпына келтіруге мүмкіндік беретін хромосома деңгейіндегі шаблондарға ие.
Бут өзінің зертханасы зиянкестермен күрес компанияларымен ынтымақтасатынын, сондықтан олардың гендік секвенирлеу жұмыстары төсек қандалаларының жаһандық таралуын және оларды жою жолдарын жақсырақ түсінуге көмектесетінін атап өтті.
Енді Брок молекулалық биология саласындағы дағдыларын жетілдіргеннен кейін, ол қала эволюциясын зерттеуді жалғастыруға қуанышты.
«Мен эволюцияны жақсы көремін. Маған бұл өте қызықты», - деді Блок. «Адамдар бұл қалалық түрлермен керемет байланыс сезінеді, және менің ойымша, адамдарды төсек қандалаларына қызықтыру оңайырақ, себебі олар олармен тікелей кездескен болуы мүмкін».
Линдсей Майерс - Энтомология кафедрасының постдокторантуралық ғылыми қызметкері және Вирджиния Технологиялық Университетіндегі Буттың зерттеу тобының тағы бір мүшесі.
Вирджиния Тех, жаһандық, мемлекеттік қаржыландырылатын университет ретінде, біздің қауымдастықтарымызда, Вирджинияда және бүкіл әлемде тұрақты дамуды ілгерілету арқылы өз әсерін көрсетеді.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 12 желтоқсан