Chińscy naukowcy w ciągu dwóch lat zdołali niemal wymazać najbardziej inwazyjny gatunek komara z powierzchni dwóch wysp. Do osiągnięcia celu badacze posłużyli się sterylizacją komarów poprzez promieniowanie. Skorzystali też z pomocy bakterii.
Celem chińskich badaczy stał się komar tygrysi (Aedes albopictus) - najbardziej inwazyjny gatunek komara. Nazwa nawiązuje do białych pasków na czarnym ciele komara. Gatunek ten roznosi liczne niebezpieczne choroby, jak denga, żółta febra czy gorączka Zachodniego Nilu. Choroby te dotykają milionów ludzi na całym świecie.
Tylko w ciągu ostatnich czterech dekad ten przebiegły krwiopijca rozprzestrzenił się ze swojego domu w Azji południowo-wschodniej na każdy inny kontynent na Ziemi, z wyjątkiem Antarktydy. Niedawno pojawiły się doniesienia, że komar ten jest obecny także w Polsce, ale okazały się one nieprawdziwe. Przy ograniczonych szczepionkach i lekach na choroby, które przenosi, wpływ komara na zdrowie publiczne jest nieproporcjonalny do jego niewielkich rozmiarów.
Populację komarów bardzo trudno kontrolować. Sukcesy na tym polu poczynili naukowcy z Chin, którym udało się zredukować populację komarów tygrysich na dwóch wyspach leżących na rzece przepływającej przez miasto Kanton nawet o 94 proc. Eksperci komentujący badania przyznali, że wyniki są godne uwagi i pokazują potencjał nowego narzędzia w walce z chorobami zakaźnymi przenoszonymi przez komary.
Rezultaty próby polowej zostały opublikowane na łamach pisma „Nature”.
Dwustopniowe podejście zastosowane przez chińskich badaczy obejmuje sterylizację samic komarów tygrysich i zakażenie samców naturalnie występującymi w środowisku bakteriami wolbachia. Połączenie tych dwóch metod doprowadziło do jednego z najbardziej udanych badań nad kontrolą populacji komarów.
Poprzednie badania na gatunku muchy śrubowej (Cochliomyia hominivorax) wykazały, że sterylizacja promieniami X dużej liczby osobników płci męskiej, a następnie ich uwalnianie na obszary docelowe, może zmniejszyć rozmiary populacji. Jest to jednak nieskuteczny sposób kontrolowania komarów, ponieważ samce stają się mniej konkurencyjnie seksualnie i szybko umierają.
Inne metody, które wykorzystują bakterie wolbachia do zmniejszania potomstwa, są mniej szkodliwe dla pojedynczego komara, ale działają tylko wtedy, gdy samiec jest zakażony, a nie samica. Bakterie wolbachia to bezwzględne pasożyty. Mają ogromny wpływ na rozmnażanie się gospodarza. Komary nimi zainfekowane będą wiodły normalne życie, jak ich zdrowi koledzy, ale w wyniku spółkowania z samicami, z powstałych w ten sposób jajeczek, nic się nie wylęgnie. Jeśli jednak zarówno samce, jak i samice mają infekcję bakteryjną, nie będą mieli problemu z uzyskaniem potomstwa.
Niezwykle ważne jest, aby tylko samce komarów była zakażane bakterią i wypuszczane na wolność. Jeśli samice zakażone pewną kombinacją szczepów wolbachia również przenikną do środowiska naturalnego, mogą kojarzyć się i produkować potomstwo z samcami niosącymi ten sam koktajl bakterii. Ich potomstwo może zyskać odporność na bakterie i w końcu zastąpić lokalną populację komarów.
Dlatego uczeni zwracali na to uwagę. Urządzenia kontrolne w laboratorium mechaniczne oddzielały samice od samców po rozmiarze owadów. Ale proces ten nie jest idealny. Dlatego pracownicy laboratorium wykonywali drugą, ręczną weryfikację. To żmudne i czasochłonne zadanie i badacze opracowali sposób, by z niego zrezygnować.
Dzikie populacje komara tygrysiego są naturalnie zakażone dwoma szczepami wolbachia. Naukowcy zainfekowali dzikie komary trzecim szczepem bakterii, aby wytworzyć laboratoryjną kolonię owadów z trzema wariantami bakteryjnymi. Następnie zespół wystawił kolonię na niski poziom promieniowania, który sterylizował samice, ale tylko nieznacznie zmniejszył zdolność samców do reprodukcji.
W latach 2016 i 2017 uczeni wypuszczali co tydzień ponad 160 tys. takich komarów na każdy hektar dwóch wysp w mieście Kanton - mieście o najwyższym wskaźniku przenoszenia dengi w Chinach. Łącznie liczba zmodyfikowanych komarów uwolnionych do środowiska wyniosła około 200 milionów. Badacze mieli nadzieję, że zmniejszy to populację komarów. Dzikie samice, które kojarzyły się ze zmienionymi samcami i wolno żyjące samce, które kojarzyły się ze sterylnymi samicami laboratoryjnymi - nie mogły mieć potomstwa. Zespół śledził spadek populacji dorosłych samic komarów, ponieważ to one gryzą ludzi i przenoszą choroby. Średnia liczba dzikich dorosłych samic spadła o 83 proc. w 2016 r. i o 94 proc. w 2017 r.
Obecne strategie zwalczania komara tygrysiego - w tym rozpylanie pestycydów i usuwanie napełnionych wodą pojemników, w których owady składają jaja - są nieskuteczne. Gatunek ten składa jaja w różnych miejscach, które mogą być trudne do monitorowania i ma tendencję do rozwijania odporności na pospolite insektycydy. Dlatego nowe narzędzie, takie jak to zastosowane przez chińskich badaczy jest bardzo potrzebne.
- Nasze badanie przewiduje, że ogólne przyszłe koszty w pełni operacyjnej interwencji przy użyciu tego przyjaznego dla środowiska podejścia będą wynosić około 108 USD na hektar rocznie – powiedział Zhiyong Xi, mikrobiolog i profesor genetyki molekularnej na Michigan State University. - Wydaje się to opłacalne w porównaniu z innymi strategiami kontroli komarów – dodał.
Źródło: Nature, fot. FotoshopTofs/Pixabay
