Po druhej svetovej vojne v 50. rokoch 20. storočia boli zamorenia plošticami posteľnými takmer na celom svete odstránené vďaka použitiu...insekticíddichlórdifenyltrichlóretán, známejší ako DDT, je chemikália, ktorá bola odvtedy zakázaná. Mestskí škodcovia sa však odvtedy opäť rozšírili po celom svete a vyvinuli si odolnosť voči rôznym insekticídom používaným na ich kontrolu.
Štúdia publikovaná v časopise Journal of Medical Entomology opisuje, ako výskumný tím z Virginia Tech, vedený mestským entomológom Warrenom Boothom, objavil genetické mutácie, ktoré môžu viesť k rezistencii na insekticídy.
Objav bol výsledkom výskumu, ktorý Booth zorganizoval pre postgraduálnu študentku Camillu Blockovú s cieľom zlepšiť jej zručnosti v molekulárnom výskume.
Booth, ktorý sa špecializuje na mestských škodcov, si už dlho všimol genetickú mutáciu v nervových bunkách nemeckých švábov a moliec, ktorá ich robí odolnými voči pesticídom. Booth navrhol, aby Block odobral vzorku jednej ploštice z každej zo 134 rôznych populácií ploštíc, ktoré zozbierali severoamerické spoločnosti zaoberajúce sa hubením škodcov v rokoch 2008 až 2022, aby zistil, či všetky majú rovnakú bunkovú mutáciu. Výsledky ukázali, že dve ploštice z dvoch rôznych populácií mali rovnakú bunkovú mutáciu.
„Toto je vlastne mojich posledných 24 vzoriek,“ povedal Bullock, ktorý študuje entomológiu a je členom Partnerstva pre invázne druhy. „Nikdy predtým som sa nevenoval molekulárnemu výskumu, takže mať všetky tieto molekulárne zručnosti bolo pre mňa kľúčové.“
Keďže zamorenie plošticami je geneticky jednotné kvôli masovému príbuzenskému kríženiu, iba jeden exemplár z každej vzorky je zvyčajne reprezentatívny pre danú populáciu. Booth však chcel potvrdiť, že Bullock skutočne našiel mutáciu, a tak otestovali všetky vzorky z oboch identifikovaných populácií.
„Keď sme sa vrátili a vyšetrili niekoľko jedincov z oboch populácií, zistili sme, že každý jeden z nich niesol danú mutáciu,“ povedal Booth. „Takže ich mutácie sú fixné a sú to tie isté mutácie, ktoré sme našli u nemeckého švába.“
Štúdiom nemeckých švábov Booth zistil, že ich odolnosť voči insekticídom je spôsobená genetickými mutáciami v bunkách nervového systému a že tieto mechanizmy sú určené prostredím.
„Existuje gén nazývaný Rdl. Tento gén sa našiel u mnohých iných druhov škodcov a je spojený s rezistenciou na insekticíd nazývaný dieldrín,“ povedal Booth, ktorý pracuje aj vo Fralin Institute of Life Sciences. „Táto mutácia je prítomná u všetkých nemeckých švábov. Je prekvapujúce, že sme nenašli populáciu bez tejto mutácie.“
Fipronil a dieldrín, dva insekticídy, ktoré sa v laboratóriu ukázali ako účinné proti plošticiam, fungujú rovnakým mechanizmom účinku, takže mutácia teoreticky urobila škodcu odolným voči obom, povedal Booth. Dieldrin je zakázaný od 90. rokov 20. storočia, ale fipronil sa teraz používa iba na lokálnu kontrolu bĺch u mačiek a psov, nie proti plošticiam.
Booth má podozrenie, že mnohí majitelia domácich zvierat, ktorí používajú lokálnu liečbu fipronilom, dovoľujú svojim mačkám a psom spať s nimi, čím vystavujú svoju podstielku zvyškom fipronilu. Ak by sa ploštice dostali do takéhoto prostredia, mohli by byť neúmyselne vystavené fipronilu a potom by sa mutácia mohla v populácii ploštíc selektovať.
„Nevieme, či je táto mutácia nová, či vznikla neskôr, či vznikla počas tohto obdobia, alebo či už bola v populácii prítomná pred 100 rokmi,“ povedal Booth.
Ďalším krokom bude rozšírenie hľadania a hľadanie týchto mutácií v rôznych častiach sveta, najmä v Európe, a v rôznych časoch medzi múzejnými exemplármi, keďže ploštice existujú už viac ako milión rokov.
V novembri 2024 Boothovo laboratórium prvýkrát úspešne sekvenovalo celý genóm ploštice posteľnej.
Booth poznamenal, že problém s múzejnou DNA je, že sa veľmi rýchlo rozpadá na malé fragmenty, ale teraz, keď majú výskumníci šablóny na úrovni chromozómov, môžu tieto fragmenty vziať a preskupiť ich do chromozómov, čím rekonštruujú gény a genóm.
Booth poznamenal, že jeho laboratórium spolupracuje so spoločnosťami zaoberajúcimi sa hubením škodcov, takže ich práca s genetickým sekvenovaním by im mohla pomôcť lepšie pochopiť, kde sa ploštice na svete nachádzajú a ako sa ich zbaviť.
Teraz, keď si Bullocková zdokonalila svoje molekulárne zručnosti, teší sa na pokračovanie vo výskume mestskej evolúcie.
„Milujem evolúciu. Myslím si, že je naozaj zaujímavá,“ povedal Block. „Ľudia si vytvárajú hlbšie puto s týmito mestskými druhmi a myslím si, že je jednoduchšie vzbudiť v ľuďoch záujem o ploštice, pretože sa s nimi môžu osobne stotožniť.“
Čas uverejnenia: 13. mája 2025