Nakon Drugog svjetskog rata 1950-ih, infestacije stjenicama gotovo su iskorijenjene diljem svijeta korištenjem...insekticiddiklorodifeniltrikloretan, poznatiji kao DDT, kemikalija koja je u međuvremenu zabranjena. Međutim, gradske štetočine su se od tada ponovno pojavile diljem svijeta i razvile su otpornost na niz insekticida koji se koriste za njihovo suzbijanje.
Studija objavljena u časopisu Journal of Medical Entomology detaljno opisuje kako je istraživački tim s Virginia Techa, predvođen urbanim entomologom Warrenom Boothom, otkrio genetske mutacije koje mogu dovesti do otpornosti na insekticide.
Otkriće je rezultat istraživanja koje je Booth organizirao za studenticu poslijediplomskog studija Camillu Block kako bi poboljšala svoje vještine u molekularnim istraživanjima.
Booth, koji se specijalizirao za urbane štetočine, odavno je primijetio genetsku mutaciju u živčanim stanicama njemačkih žohara i štitastih mušica koja ih je učinila otpornima na pesticide. Booth je predložio da Block uzme uzorak jedne stjenice iz svake od 134 različite populacije stjenica koje su prikupile sjevernoameričke tvrtke za suzbijanje štetočina između 2008. i 2022. kako bi se utvrdilo imaju li sve istu mutaciju stanica. Rezultati su pokazali da dvije stjenice iz dvije različite populacije imaju istu mutaciju stanica.
„Ovo su zapravo moja posljednja 24 uzorka“, rekla je Bullock, koja studira entomologiju i članica je Partnerstva za invazivne vrste. „Nikada prije nisam radila molekularna istraživanja, tako da je posjedovanje svih ovih molekularnih vještina bilo ključno za mene.“
Budući da su zaraze stjenicama genetski ujednačene zbog masovnog križanja u introspekciji, samo je jedan primjerak iz svakog uzorka obično reprezentativan za populaciju. No Booth je želio potvrditi da je Bullock doista pronašao mutaciju, pa su testirali sve uzorke iz obje identificirane populacije.
„Kad smo se vratili i pregledali nekoliko jedinki iz obje populacije, otkrili smo da svaka od njih nosi mutaciju“, rekao je Booth. „Dakle, njihove mutacije su fiksne, i to su iste mutacije koje smo pronašli kod njemačkog žohara.“
Proučavajući njemačke žohare, Booth je saznao da je njihova otpornost na insekticide posljedica genetskih mutacija u stanicama živčanog sustava i da su ti mehanizmi određeni okolišem.
„Postoji gen koji se zove Rdl gen. Ovaj gen pronađen je u mnogim drugim vrstama štetnika i povezan je s otpornošću na insekticid zvan dieldrin“, rekao je Booth, koji također radi u Fralin Institutu za prirodne znanosti. „Ova mutacija prisutna je u svim njemačkim žoharima. Iznenađujuće je da nismo pronašli populaciju bez ove mutacije.“
Fipronil i dieldrin, dva insekticida za koja je u laboratoriju dokazano da su učinkoviti protiv stjenica, djeluju istim mehanizmom djelovanja, pa je mutacija teoretski učinila štetnika otpornim na oba, rekao je Booth. Dieldrin je zabranjen od 1990-ih, ali fipronil se sada koristi samo za lokalno suzbijanje buha na mačkama i psima, a ne za stjenice.
Booth sumnja da mnogi vlasnici kućnih ljubimaca koji koriste lokalne tretmane fipronilom dopuštaju svojim mačkama i psima da spavaju s njima, izlažući njihovu posteljinu ostacima fipronila. Ako bi stjenice bile unesene u takvo okruženje, mogle bi biti nenamjerno izložene fipronilu, a zatim bi mutacija mogla biti odabrana u populaciji stjenica.
„Ne znamo je li ova mutacija nova, je li nastala nakon ovoga, je li nastala tijekom ovog razdoblja ili je već bila prisutna u populaciji prije 100 godina“, rekao je Booth.
Sljedeći korak bit će proširenje potrage i traženje ovih mutacija u različitim dijelovima svijeta, posebno u Europi, i u različito vrijeme među muzejskim primjercima, budući da stjenice postoje već više od milijun godina.
U studenom 2024., Boothov laboratorij je prvi put uspješno sekvencirao cijeli genom obične stjenice.
Booth je primijetio da je problem s muzejskom DNK taj što se vrlo brzo raspada na male fragmente, ali sada kada istraživači imaju predloške na razini kromosoma, mogu uzeti te fragmente i preurediti ih u kromosome, rekonstruirajući gene i genom.
Booth je napomenuo da njegov laboratorij surađuje s tvrtkama za suzbijanje štetočina, pa bi im njihov rad na genetskom sekvenciranju mogao pomoći da bolje razumiju gdje se stjenice nalaze diljem svijeta i kako ih se riješiti.
Sada kada je Bullock usavršila svoje molekularne vještine, veseli se nastavku istraživanja urbane evolucije.
„Volim evoluciju. Mislim da je stvarno zanimljiva“, rekao je Block. „Ljudi razvijaju dublju vezu s ovim urbanim vrstama i mislim da je lakše zainteresirati ljude za stjenice jer se s njima mogu iz prve ruke povezati.“
Vrijeme objave: 13. svibnja 2025.