Ψεκασμός εντομοκτόνων για να σκοτώσουν τα κουνούπια: Τα κουνούπια είναι φορείς πολλών καταστροφικών ασθενειών όπως η ελονοσία. Sukjanya / Shutterstock.com
Δίχτυα. Εντομοκτόνα. Αποστειρωμένα και γενετικά τροποποιημένα έντομα. Τώρα οι επιστήμονες προσθέτουν ένα γενετικά τροποποιημένος τοξικός μύκητας στο οπλοστάσιο των όπλων για να εξαλείψουν τα κουνούπια που μεταφέρουν το παράσιτο της ελονοσίας.
Αν και τα εντομοκτόνα και τα δίχτυα με εντομοκτόνα, οι δύο πιο συχνά χρησιμοποιούμενες στρατηγικές, έχουν μειώσει αποτελεσματικά τον αριθμό των μολύνσεων και των θανάτων, η παγκόσμια επιβάρυνση της ελονοσίας απέτυχε να μειωθεί τα τελευταία χρόνια. Σε 2017, 219 εκατομμύρια άνθρωποι μολύνθηκαν με ελονοσία και περίπου 435,000 πέθαναν. Αυτό συμβαίνει επειδή τα κουνούπια εξελίσσονται αντίσταση στα εντομοκτόνα.
An ανωφελές κουνούπι κουνούπι που παίρνει ένα γεύμα αίματος από έναν ανθρώπινο ξενιστή. Κατά τη διάρκεια αυτών των γευμάτων αίματος τα κουνούπια μεταδίδουν την ελονοσία στον άνθρωπο. CDC
Η ταχεία εξέλιξη της αντίστασης είναι ένα κοινό και επαναλαμβανόμενο θέμα στους αγώνες όπλων μας κατά των κουνουπιών που μεταδίδουν ελονοσία, καθώς και ενάντια στα παράσιτα και τα παθογόνα γενικά. Στο περασμα του χρονου, οι οργανισμοί μεταλλάσσονται και εξελίσσονται αντίσταση σε οποιοδήποτε νέο φάρμακο που χρησιμοποιείται για να τους σκοτώσει. Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι οι άνθρωποι καταλήγουν πάντα στην πλευρά που χάνει. γι 'αυτό χρειάζεται ένα νέο όπλο. Και το πιο πρόσφατο είναι ένας μύκητας δολοφόνος.
Καταπολέμηση δολοφόνων με δολοφόνους
ως εξελικτικός βιολόγος που μελετά μύκητεςΕίμαι εξοικειωμένος με την ικανότητα αυτών των οργανισμών να προκαλούν καταστροφικές ασθένειες σε διαφορετικά επίπεδα φυτά και ζώα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Ενώ πολλά μυκητιακά παθογόνα μολύνουν ένα ευρύ φάσμα ξενιστών, άλλοι μπορούν να επιτεθούν μόνο σε λίγους.
Αυτή η συνειδητοποίηση οδήγησε τους επιστήμονες σε μια νέα στρατηγική για την καταπολέμηση της ελονοσίας: μόλυνση και θανάτωση κουνουπιών που μεταδίδουν ασθένειες χρησιμοποιώντας μυκητιακά παθογόνα που συναντούν στη φύση. Δεν είναι η πρώτη φορά που οι μύκητες έχουν οπλιστεί. Στην πραγματικότητα, αυτή είναι ακριβώς η στρατηγική πίσω από το εξαιρετικά επιτυχημένο βιολογικό φυτοφάρμακο, Πράσινο Μύες, που σκοτώνει ακρίδες και ακρίδες σε όλο τον κόσμο.
Μόλυνση των κουνουπιών με τα φυσικά παθογόνα τους - όπως οι παθογόνοι μύκητες από το γένος Metarhizium - είναι μια ιδιαίτερα ελκυστική στρατηγική γιατί, σε αντίθεση με τα βακτηριακά ή ιογενή παθογόνα, Οι μύκητες μπορούν να μολύνουν τα κουνούπια απλώς σε επαφή μαζί τους και δεν χρειάζεται να απορροφηθεί. Επίσης, οι μύκητες είναι γενικά πιο φιλικοί προς το περιβάλλον από τα παραδοσιακά χημικά εντομοκτόνα. Λειτουργεί όμως αυτή η στρατηγική;
Πριν από δεκαπέντε χρόνια, μια επιτόπια δοκιμή στην αγροτική Τανζανία έδειξε ότι θα μπορούσε. Κρεμώντας βαμβακερά φύλλα εμβολιασμένα με μύκητες που σκοτώνουν τα έντομα στα ταβάνια των σπιτιών όπου ξεκουράζονται τα κουνούπια, το ένα τρίτο των κουνουπιών μολύνθηκε. Σύμφωνα με τα μοντέλα μετάδοσης της ελονοσίας, ένα τέτοιο ποσοστό μόλυνσης θα μπορούσε να μειώσει τις περιπτώσεις ελονοσίας κατά 75%.
Αλλά Metarhizium μύκητες, όπως έδειξε η δοκιμή πεδίου στην Τανζανία, δεν είναι πάντα σε θέση να μολύνουν τους ξενιστές κουνουπιών τους. Και, οι μυκητιασικές λοιμώξεις χρειάζονται συνήθως αρκετές ημέρες για να σκοτώσουν τα κουνούπια. Στο εργαστήριο, οι μύκητες χρειάζονται κατά μέσο όρο μεταξύ επτά και εννέα ημέρες για να σκοτώσουν τα κουνούπια, ανάλογα με τη δόση. Μπράιαν Λόβετ, απόφοιτος φοιτητής που εργάζεται στο Το εργαστήριο του Ray St. Leger, να Ετιέν Μπίλγκο, ένας μεταδιδακτορικός συνεργάτης που συνεργάζεται εντομολόγος Abdoulaye Diabate, πίστευαν ότι θα μπορούσαν να μολύνουν περισσότερα κουνούπια και να τα σκοτώσουν γρηγορότερα.
Πως? Χρησιμοποιώντας μύκητες που είχαν τροποποιηθεί γενετικά για να παράγουν μια τοξίνη που ονομάζεται «Υβριδικό», το οποίο επιτίθεται ειδικά στο νευρικό σύστημα των αρθροπόδων, μια ομάδα που περιλαμβάνει έντομα και συγγενείς τους, όπως αράχνες και καρκινοειδή. Προηγούμενα εργαστηριακά πειράματα το 2017 από την ίδια ομάδα το είχαν ήδη δείξει αυτοί οι ΓΤ μύκητες σκότωσαν τα κουνούπια γρηγορότερα από τα μη τροποποιημένα.
Το μεγάλο ερώτημα τώρα ήταν αν λειτούργησε στη φύση.
Η ομάδα MosquitoSphere αποτελείται από συγγραφείς σε χαρτί και τοπικούς εθελοντές από το Σουμούσο της Μπουρκίνα Φάσο. Πίσω σειρά (από αριστερά προς τα δεξιά): Etienne Bilgo, Oliver Zida, Bema Ouattara; Μεσαία σειρά: Boureima Saré, Judicael Zida, Brian Lovett, Moussa Ouattara, MichaÏlou Sanfo and Bamory Ouattara; Μπροστινή σειρά: Yaya Ouattara και Jacques Gnambani. Μπράιαν Λόβετ, CC BY-SA
Οι ΓΤ μύκητες σκοτώνουν τα κουνούπια γρηγορότερα, συντρίβοντας πληθυσμούς
Για να μειώσουν τους κινδύνους που προκύπτουν από τις δοκιμές πεδίου, οι Lovett και Bilgo δοκίμασαν τον ΓΜ μύκητά τους στοMosquitoSphere, "Ένα μεγάλο, ειδικά σχεδιασμένο πεδίο με οθόνη που έχει σχεδιαστεί για να ταιριάζει απόλυτα με τις εξωτερικές συνθήκες στο Soumousso της Μπουρκίνα Φάσο. Δημιουργώντας καλύβες με βαμβακερά φύλλα που περιείχαν σπόρια που παράγουν τοξίνη ΓΤ Metarhizium μύκητες, καθώς και αυτοί με μη τροποποιημένους μύκητες ως μάρτυρες, οι Lovett και Bilgo διαπίστωσαν ότι το 70% έως 80% των κουνουπιών μολύνθηκαν και στους δύο τύπους καλυβών. Αλλά κουνούπια σε καλύβες με ΓΤ μύκητες πέθανε μέσα σε μέσο όρο πέντε ημερών, ενώ τα κουνούπια σε καλύβες με μη τροποποιημένους μύκητες πέθαναν μετά από σχεδόν εννέα ημέρες.
Οι καλύβες του MosquitoSphere στο Σουμούσο της Μπουρκίνα Φάσο, όπου πραγματοποιήθηκαν τα πειράματα με τοξικούς μύκητες δολοφόνων GM. Μπράιαν Λόβετ
Εξετάζοντας τον τρόπο με τον οποίο οι πληθυσμοί κουνουπιών με την πάροδο του χρόνου, το ανακάλυψαν επίσης Οι γενετικά τροποποιημένοι μύκητες έχουν μολύνει πολλές γενιές κουνουπιών. Σε ένα περίβλημα με ΓΤ μύκητες, ένας αρχικός πληθυσμός 1,500 κουνουπιών, κατέρρευσε σε μόλις 13 μετά από ενάμιση μήνα.
Υπόσχεση και κίνδυνοι
Με τη γενετική οπλισμό ενός ήδη θανατηφόρου μυκητιακού παθογόνου με ισχυρή τοξίνη, οι ερευνητές μπόρεσαν να μειώσουν δραματικά τον πληθυσμό των κουνουπιών σε ένα μέρος του κόσμου όπου η ελονοσία είναι ενδημική και τα κουνούπια είναι ανθεκτικά στα χημικά εντομοκτόνα.
Υπάρχει επείγουσα ανάγκη να περιοριστεί η μετάδοση της ελονοσίας ιδιαίτερα στην υποσαχάρια Αφρική, όπου 92% των περιπτώσεων και 93% των θανάτων συμβούν. Μαζί, ο Οργανισμός Προστασίας Περιβάλλοντος των ΗΠΑ έγκριση της υβριδικής τοξίνης με την εμπορική ονομασία Versitude και την έγκριση της χρήσης μη τροποποιημένων Metarhizium μύκητες ως «βιοκτόνο» από πολλές αφρικανικές χώρες, μπορεί να ανοίξει το δρόμο για το πράσινο φως της χρήσης γενετικά τροποποιημένων Metarhizium μύκητες για την καταπολέμηση της ελονοσίας.
Από την άλλη πλευρά, η απελευθέρωση μυκήτων που μεταφέρουν μια θανατηφόρα τοξίνη εντόμων εγείρει ανησυχίες σχετικά με ακούσια βλάβη στα έντομα «μη στόχευσης». Metarhizium οι μύκητες μολύνουν μόνο μια μικρή γκάμα εντόμων και πειράματα όπου δεν στοχεύουν έντομα, όπως οι μέλισσες, μολύνθηκαν τόσο με το ΓΤ και οι μη τροποποιημένοι μύκητες δεν επηρέασαν την επιβίωση των μελισσών. Ακόμα κι αν το γονίδιο βρισκόταν σε μύκητες που μολύνουν τον άνθρωπο - ένα πολύ απίθανο σενάριο - δεν θα είχε επιπτώσεις σε εμάς, επειδή η τοξίνη λειτουργεί μόνο σε έντομα.
Περιορισμός της εξάπλωσης του γονιδίου που παράγει την υβριδική τοξίνη σε άλλους οργανισμούς εκτός του Metarhizium μύκητες είναι μια άλλη πιθανή ανησυχία. Μια προφύλαξη ασφαλείας θα μπορούσε να είναι η προσθήκη γενετικοί διακόπτες που μειώνουν την επιβίωση του μύκητα έξω από το εσωτερικό περιβάλλον. Αλλά υπάρχουν επίσης πολλά εγγενή χαρακτηριστικά του Metarhizium μύκητες - όπως τα μεγάλα, μη αερομεταφερόμενα και ευαίσθητα σε υπεριώδη ακτινοβολία σπόρια - που μειώνουν τις πιθανότητες διασποράς.
Παρόλο που είναι πολλά υποσχόμενο, αυτή η στρατηγική ουσιαστικά δηλητηρίασης κουνουπιών με γενετικά τροποποιημένους μύκητες δεν είναι εγγυημένη. Τα κουνούπια θα μπορούσαν να αναπτύξουν αντίσταση σε αυτό. Αλλά με εκατοντάδες χιλιάδες ανθρώπους να πεθαίνουν κάθε χρόνο σε αυτό το θανατηφόρο παιχνίδι εναντίον παθογόνων, ίσως η μόνη βεβαιότητα είναι ότι, όπως και οι αντίπαλοί μας, θα πρέπει να συνεχίσουμε να εξελίσσουμε τις στρατηγικές μας.
Σχετικά με το Συγγραφέας
Αντώνης Ρόκας, Cornelius Vanderbilt Πρόεδρος στις Βιολογικές Επιστήμες και Καθηγητής Βιολογικών Επιστημών και Βιοϊατρικής Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Vanderbilt
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
Βιβλία για το Περιβάλλον από τη λίστα με τα Best Sellers του Amazon
"Σιωπηλή Άνοιξη"
από τη Ρέιτσελ Κάρσον
Αυτό το κλασικό βιβλίο αποτελεί ορόσημο στην ιστορία του περιβαλλοντισμού, εφιστώντας την προσοχή στις βλαβερές επιπτώσεις των φυτοφαρμάκων και τις επιπτώσεις τους στον φυσικό κόσμο. Το έργο του Carson βοήθησε να εμπνεύσει το σύγχρονο περιβαλλοντικό κίνημα και παραμένει επίκαιρο σήμερα, καθώς συνεχίζουμε να παλεύουμε με τις προκλήσεις της περιβαλλοντικής υγείας.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
"Η ακατοίκητη γη: Η ζωή μετά την θέρμανση"
του Ντέιβιντ Γουάλας-Γουέλς
Σε αυτό το βιβλίο, ο David Wallace-Wells προειδοποιεί για τις καταστροφικές συνέπειες της κλιματικής αλλαγής και την επείγουσα ανάγκη αντιμετώπισης αυτής της παγκόσμιας κρίσης. Το βιβλίο βασίζεται σε επιστημονική έρευνα και παραδείγματα πραγματικού κόσμου για να παρέχει μια νηφάλια ματιά στο μέλλον που αντιμετωπίζουμε εάν αποτύχουμε να αναλάβουμε δράση.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
"Η κρυφή ζωή των δέντρων: Τι νιώθουν, πώς επικοινωνούν; Ανακαλύψεις από έναν μυστικό κόσμο"
από τον Peter Wohlleben
Σε αυτό το βιβλίο, ο Peter Wohlleben εξερευνά τον συναρπαστικό κόσμο των δέντρων και τον ρόλο τους στο οικοσύστημα. Το βιβλίο βασίζεται στην επιστημονική έρευνα και τις εμπειρίες του Wohlleben ως δασοφύλακα για να προσφέρει πληροφορίες για τους περίπλοκους τρόπους με τους οποίους τα δέντρα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και τον φυσικό κόσμο.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
"Το σπίτι μας φλέγεται: Σκηνές μιας οικογένειας και ενός πλανήτη σε κρίση"
των Γκρέτα Τούνμπεργκ, Σβάντε Τούνμπεργκ και Μαλένα Έρνμαν
Σε αυτό το βιβλίο, η ακτιβίστρια για το κλίμα Γκρέτα Τούνμπεργκ και η οικογένειά της προσφέρουν μια προσωπική αφήγηση του ταξιδιού τους για να αυξήσουν την ευαισθητοποίηση σχετικά με την επείγουσα ανάγκη αντιμετώπισης της κλιματικής αλλαγής. Το βιβλίο παρέχει μια ισχυρή και συγκινητική περιγραφή των προκλήσεων που αντιμετωπίζουμε και της ανάγκης για δράση.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
"The Sixth Extinction: An Unnatural History"
από την Elizabeth Kolbert
Σε αυτό το βιβλίο, η Elizabeth Kolbert εξερευνά τη συνεχιζόμενη μαζική εξαφάνιση ειδών που προκαλείται από την ανθρώπινη δραστηριότητα, βασιζόμενη σε επιστημονική έρευνα και παραδείγματα πραγματικού κόσμου για να παρέχει μια νηφάλια ματιά στον αντίκτυπο της ανθρώπινης δραστηριότητας στον φυσικό κόσμο. Το βιβλίο προσφέρει μια συναρπαστική έκκληση για δράση για την προστασία της ποικιλομορφίας της ζωής στη Γη.
al
