Komary mogą być jednymi z najbardziej śmiercionośnych zwierząt na Ziemi, przenoszącymi choroby takie jak malaria i denga, które co roku zarażają setki milionów ludzi i zabijają milion ludzi. W miarę jak szkodniki te stale ewoluują, aby uodpornić się na pestycydy chemiczne, naukowcy badają nowe biologiczne podejścia do ich zwalczania. W niedawnym badaniu zaproponowano innowacyjne rozwiązanie: inżynierię genetyczną pospolitego grzyba w celu wytworzenia potężnej przynęty, która przyciąga komary.
Problem
Komary to coś więcej niż tylko irytujące szkodniki — przenoszą jedne z najbardziej śmiercionośnych chorób na naszej planecie. Malaria zabija co roku setki tysięcy ludzi, a denga, Zika i żółta febra dotykają dziesiątki milionów ludzi. Tradycyjne metody, takie jak opryski chemiczne i moskitiery nasączone środkami owadobójczymi, tracą skuteczność w miarę dostosowywania się owadów do tych środków. Potrzeba zrównoważonych, przyjaznych dla środowiska rozwiązań nigdy nie była tak pilna.
Rozwiązanie
Naukowcy zajęli się naturalnie występującym grzybem Metarhizium, który jest już stosowany w niektórych środkach zwalczania szkodników w rolnictwie. Dzięki inżynierii genetycznej tego grzyba stworzyli wysoce skuteczną pułapkę imitującą zapach atrakcyjnego jedzenia – przyciągając komary, a następnie je zabijając.
Przełom polega na wzmocnieniu naturalnej zdolności grzyba do wytwarzania longfenolu, związku o zapachu wilgotnej ziemi lub drewna sosnowego. W stanie naturalnym grzyb wytwarza tę substancję dopiero po zakażeniu i zabiciu owada. Jednak nowy szczep, zmodyfikowany tak, aby stale wytwarzał dolgofenol w dużych ilościach, jest w zasadzie „fabryką perfum”.
Jak to działa
Kiedy komary wyczują silny zapach dolgofenolu, nieuchronnie przyciągają je do źródła. Po przybyciu na miejsce grzyb zaczyna rosnąć na ich ciałach, ostatecznie zakopując się w ich egzoszkieletach i zużywając je jako składniki odżywcze, co ostatecznie prowadzi do ich śmierci.
W testach laboratoryjnych pułapki wyposażone w genetycznie zmodyfikowany grzyb wykazały skuteczność zabijania komarów na poziomie 90–100%. Nawet w obecności konkurencyjnych zapachów ludzkich pułapki pozostawały bardzo skuteczne. Projekt obejmuje również fizyczną barierę, która pozwala na przedostanie się tylko komarom, minimalizując ryzyko dla innych owadów.
Dlaczego to jest ważne
Podejście to stanowi ważny krok naprzód w walce z chorobami przenoszonymi przez komary. W przeciwieństwie do chemicznych pestycydów, które mogą szkodzić pożytecznym owadom i ekosystemom, metoda ta wykorzystuje samą biologię jako broń. Jest także skalowalny i ekonomiczny. Budowane są już zakłady produkcyjne umożliwiające masową produkcję grzybów, które można uprawiać przy użyciu odpadów rolniczych, takich jak pszenica i ryż.
Zapach, który działa
Skuteczność grzyba zależy od jego zdolności do wytwarzania dolgofenolu, zapachu, który w naturalny sposób przyciąga komary. Wstawiając gen odpowiedzialny za syntezę tego związku do DNA grzyba, badacze wykładniczo zwiększyli jego atrakcyjność.
„Potraktujcie to jak sygnał dymny” – wyjaśnił dr St. Ledger, jeden z autorów badania. „Zapach przyciąga komary, a grzyb zajmie się resztą”.
Ekologiczne podejście
Metoda ta stanowi bardziej zrównoważoną alternatywę dla oprysków chemicznych. Działa specjalnie na komary i opiera się na naturalnym procesie: grzyb rośnie i rozprzestrzenia się dopiero po zakażeniu żywiciela. Ponadto pułapki zaprojektowano tak, aby nie szkodziły pożytecznym owadom ani gatunkom niebędącym przedmiotem zwalczania.
Opinia eksperta
„Najfajniejsze w tej pracy jest to, że łączy ona klasyczną koncepcję kontroli biologicznej z bardziej nowoczesnym podejściem opartym na zaawansowanych technologiach” – powiedział dr Noah Rose, biolog niezaangażowany w badanie. „Pokazują, że tego typu pomysł może mieć przyszłość”.
W drodze naprzód
Chociaż potrzebne są dalsze testy w warunkach rzeczywistych, wyniki są obiecujące. Zespół planuje wkrótce wdrożyć prototypy na zewnątrz, a także bada sposoby połączenia grzyba z innymi metodami zwalczania, takimi jak wypuszczanie sterylizowanych komarów.
Wniosek
Zmieniając przeznaczenie naturalnego drapieżnika w celową pułapkę, naukowcy opracowali inteligentniejszy i bardziej zrównoważony sposób zwalczania komarów. Ten genetycznie zmodyfikowany grzyb będzie mógł wkrótce zostać zastosowany w ramach szerszej strategii mającej na celu zmniejszenie globalnego obciążenia owadami przenoszącymi choroby – bez wad interwencji chemicznych
