Nakon Drugog svjetskog rata 1950-ih, infestacije stjenicama su gotovo iskorijenjene širom svijeta upotrebom...insekticidDiklorodifeniltrikloroetan, poznatiji kao DDT, hemikalija koja je u međuvremenu zabranjena. Međutim, gradske štetočine su se od tada ponovo pojavile širom 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 sa 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 postdiplomsku studenticu Camillu Block kako bi unaprijedila svoje vještine u molekularnim istraživanjima.
Booth, koji se specijalizirao za urbane štetočine, odavno je primijetio genetsku mutaciju u nervnim ćelijama njemačkih žohara i bijelih mušica koja ih je učinila otpornim na pesticide. Booth je predložio da Block uzme uzorak po jedne stjenice iz svake od 134 različite populacije stjenica koje su prikupile sjevernoameričke kompanije za suzbijanje štetočina između 2008. i 2022. godine kako bi se utvrdilo da li sve imaju istu mutaciju ćelija. Rezultati su pokazali da dvije stjenice iz dvije različite populacije imaju istu mutaciju ćelija.
„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 infestacije stjenicama genetski ujednačene zbog masovnog srodstva, samo jedan primjerak iz svakog uzorka obično predstavlja populaciju. Ali Booth je želio potvrditi da je Bullock zaista pronašao mutaciju, pa su testirali sve uzorke iz obje identificirane populacije.
„Kada 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 ćelijama nervnog sistema i da su ti mehanizmi određeni faktorima okoline.
„Postoji gen koji se zove Rdl gen. Ovaj gen je pronađen kod mnogih drugih vrsta štetočina i povezan je s otpornošću na insekticid koji se zove dieldrin“, rekao je Booth, koji također radi na Fralin institutu za prirodne nauke. „Ova mutacija je prisutna kod svih njemačkih žohara. Iznenađujuće je da nismo pronašli populaciju bez ove mutacije.“
Fipronil i dieldrin, dva insekticida za koja je u laboratoriji dokazano da su učinkovita protiv stjenica, djeluju istim mehanizmom djelovanja, tako da je mutacija teoretski učinila štetočinu otpornom na oba, rekao je Booth. Dieldrin je zabranjen od 1990-ih, ali se fipronil sada koristi samo za lokalnu kontrolu buha kod mačaka i pasa, a ne za stjenice.
Booth sumnja da mnogi vlasnici kućnih ljubimaca koji koriste lokalne tretmane fipronilom dozvoljavaju 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 selektirana u populaciji stjenica.
„Ne znamo da li je ova mutacija nova, da li se pojavila nakon ovoga, da li se pojavila tokom ovog vremenskog perioda 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 Evropi, i u različito vrijeme među muzejskim primjercima, budući da stjenice postoje već više od milion godina.
U novembru 2024. godine, Boothova laboratorija je prvi put uspješno sekvencirala cijeli genom obične stjenice.
Booth je napomenuo da je problem s muzejskom DNK to što se ona vrlo brzo raspada na male fragmente, ali sada kada istraživači imaju predloške na nivou hromosoma, mogu uzeti te fragmente i preurediti ih u hromosome, rekonstruirajući gene i genom.
Booth je napomenuo da njegov laboratorij sarađuje s kompanijama za suzbijanje štetočina, tako da bi im njihov rad na genetskom sekvenciranju mogao pomoći da bolje razumiju gdje se stjenice nalaze širom svijeta i kako ih se riješiti.
Sada kada je Bullock usavršila svoje molekularne vještine, raduje se nastavku istraživanja urbane evolucije.
„Volim evoluciju. Mislim da je zaista zanimljiva“, rekao je Block. „Ljudi razvijaju dublju vezu s ovim urbanim vrstama i mislim da je lakše zainteresovati ljude za stjenice jer se mogu iz prve ruke poistovjetiti s tim.“
Vrijeme objave: 13. maj 2025.