Po drugi svetovni vojni v petdesetih letih prejšnjega stoletja so bile okužbe s stenicami po vsem svetu skoraj izkoreninjene z uporabo ...insekticiddiklorodifeniltrikloroetan, bolj znan kot DDT, kemikalija, ki je bila od takrat prepovedana. Vendar so se mestni škodljivci od takrat ponovno pojavili po vsem svetu in razvili odpornost na vrsto insekticidov, ki se uporabljajo za njihovo zatiranje.
Študija, objavljena v reviji Journal of Medical Entomology, podrobno opisuje, kako je raziskovalna skupina z univerze Virginia Tech, ki jo je vodil urbani entomolog Warren Booth, odkrila genetske mutacije, ki lahko vodijo do odpornosti na insekticide.
Odkritje je bilo rezultat raziskave, ki jo je Booth organiziral za podiplomsko študentko Camillo Block, da bi izboljšal svoje znanje na področju molekularnih raziskav.
Booth, ki je specializiran za urbane škodljivce, je že dolgo opazil genetsko mutacijo v živčnih celicah nemških ščurkov in belih muh, zaradi katere so odporne na pesticide. Booth je Blocku predlagal, naj vzame vzorec ene stenice iz vsake od 134 različnih populacij stenic, ki so jih severnoameriška podjetja za zatiranje škodljivcev zbrala med letoma 2008 in 2022, da bi ugotovil, ali imajo vse enako celično mutacijo. Rezultati so pokazali, da sta imeli dve stenici iz dveh različnih populacij enako celično mutacijo.
»To je pravzaprav mojih zadnjih 24 vzorcev,« je dejal Bullock, ki študira entomologijo in je član Partnerstva za invazivne vrste. »Še nikoli se nisem ukvarjal z molekularnimi raziskavami, zato je bilo zame ključnega pomena imeti vse te molekularne veščine.«
Ker so okužbe s stenicami zaradi množičnega križanja v sorodstvu genetsko enotne, je le en primerek iz vsakega vzorca običajno reprezentativen za populacijo. Vendar je Booth želel potrditi, da je Bullock dejansko odkril mutacijo, zato so testirali vse vzorce iz obeh identificiranih populacij.
»Ko smo se vrnili in pregledali nekaj posameznikov iz obeh populacij, smo ugotovili, da je prav vsak od njih nosil mutacijo,« je dejal Booth. »Torej so njihove mutacije fiksne in gre za iste mutacije, kot smo jih našli pri nemškem ščurku.«
Booth je s preučevanjem nemških ščurkov ugotovil, da je njihova odpornost na insekticide posledica genetskih mutacij v celicah živčnega sistema in da so ti mehanizmi okoljsko pogojeni.
»Obstaja gen, imenovan gen Rdl. Ta gen so našli pri mnogih drugih vrstah škodljivcev in je povezan z odpornostjo na insekticid, imenovan dieldrin,« je dejal Booth, ki dela tudi na Inštitutu za biološke znanosti Fralin. »Ta mutacija je prisotna pri vseh nemških ščurkih. Presenetljivo je, da nismo našli populacije brez te mutacije.«
Fipronil in dieldrin, dva insekticida, za katera se je v laboratoriju izkazalo, da sta učinkovita proti stenicam, delujeta po istem mehanizmu delovanja, zato je mutacija teoretično naredila škodljivca odpornega na oba, je dejal Booth. Dieldrin je prepovedan od devetdesetih let prejšnjega stoletja, vendar se fipronil zdaj uporablja le za lokalno zatiranje bolh pri mačkah in psih, ne pa tudi za stenice.
Booth sumi, da mnogi lastniki hišnih ljubljenčkov, ki uporabljajo topikalna zdravila s fipronilom, dovolijo svojim mačkam in psom, da spijo z njimi, s čimer izpostavijo svojo posteljnino ostankom fipronila. Če bi bile stenice vnesene v takšno okolje, bi lahko bile nenamerno izpostavljene fipronilu, nato pa bi se mutacija lahko selekcionirala v populaciji stenic.
»Ne vemo, ali je ta mutacija nova, ali se je pojavila po tem, ali se je pojavila v tem obdobju ali pa je bila v populaciji prisotna že pred 100 leti,« je dejal Booth.
Naslednji korak bo razširitev iskanja in iskanje teh mutacij v različnih delih sveta, zlasti v Evropi, in v različnih obdobjih med muzejskimi primerki, saj so stenice prisotne že več kot milijon let.
Novembra 2024 je Boothov laboratorij prvič uspešno sekvenciral celoten genom navadne posteljne stenice.
Booth je opozoril, da je težava muzejske DNK v tem, da se zelo hitro razgradi na majhne fragmente, zdaj pa, ko imajo raziskovalci predloge na ravni kromosomov, lahko te fragmente preuredijo v kromosome, s čimer rekonstruirajo gene in genom.
Booth je opozoril, da njegov laboratorij sodeluje s podjetji za zatiranje škodljivcev, zato bi jim njihovo delo na področju genetskega sekvenciranja lahko pomagalo bolje razumeti, kje po svetu najdemo posteljne stenice in kako se jih znebiti.
Zdaj, ko je Bullockova izpilila svoje molekularne spretnosti, se veseli nadaljevanja raziskav urbane evolucije.
»Obožujem evolucijo. Mislim, da je res zanimiva,« je dejal Block. »Ljudje razvijajo globljo povezavo s temi urbanimi vrstami in mislim, da je lažje vzbuditi zanimanje ljudi za stenice, ker se lahko z njimi poistovetijo iz prve roke.«
Čas objave: 13. maj 2025