Toisen maailmansodan jälkeen 1950-luvulla lutikoiden esiintyminen lähes hävitettiin maailmanlaajuisesti.hyönteismyrkkydiklooridifenyylitrikloorietaani, joka tunnetaan paremmin nimellä DDT, on kemikaali, joka on sittemmin kielletty. Kaupunkituholaiset ovat kuitenkin sittemmin lisääntyneet uudelleen ympäri maailmaa, ja ne ovat kehittäneet vastustuskyvyn useille niiden torjuntaan käytetyille hyönteismyrkkyille.
Journal of Medical Entomology -lehdessä julkaistu tutkimus kertoo, kuinka Virginia Techin tutkimusryhmä, jota johti kaupunkihyönteistutkija Warren Booth, löysi geneettisiä mutaatioita, jotka voivat johtaa hyönteismyrkkyresistenssiin.
Löytö oli seurausta tutkimuksesta, jonka Booth järjesti jatko-opiskelija Camilla Blockille parantaakseen hänen taitojaan molekyylitutkimuksessa.
Kaupunkituholaisiin erikoistunut Booth oli jo pitkään havainnut saksantorakoiden ja jauhiaisten hermosoluissa geneettisen mutaation, joka teki niistä vastustuskykyisiä torjunta-aineille. Booth ehdotti, että Block ottaisi näytteen yhdestä luteesta kustakin 134 eri ludepopulaatiosta, jotka pohjoisamerikkalaiset tuholaistorjuntayritykset olivat keränneet vuosina 2008–2022, selvittääkseen, oliko niillä kaikilla sama solumutaatio. Tulokset osoittivat, että kahdella luteella kahdesta eri populaatiosta oli sama solumutaatio.
”Nämä ovat itse asiassa 24 viimeisintä näytettäni”, sanoi Bullock, joka opiskelee hyönteistiedettä ja on Invasive Species Partnershipin jäsen. ”En ole koskaan aiemmin tehnyt molekyylitutkimusta, joten kaikkien näiden molekyylitaitojen hallitseminen oli minulle ratkaisevan tärkeää.”
Koska ludetartunnat ovat geneettisesti yhdenmukaisia massasiittoisuuden vuoksi, vain yksi yksilö kustakin näytteestä edustaa tyypillisesti populaatiota. Booth halusi kuitenkin varmistaa, että Bullock oli todella löytänyt mutaation, joten he testasivat kaikki näytteet molemmista tunnistetuista populaatioista.
”Kun menimme takaisin ja seuloimme muutamia yksilöitä molemmista populaatioista, havaitsimme, että joka ikinen niistä kantoi mutaatiota”, Booth sanoi. ”Joten heidän mutaationsa ovat pysyviä, ja ne ovat samat mutaatiot, jotka löysimme saksantorakasta.”
Tutkimalla saksalaisia torakoita Booth sai tietää, että niiden vastustuskyky hyönteismyrkkyille johtui hermoston solujen geneettisistä mutaatioista ja että nämä mekanismit olivat ympäristön määräämiä.
”On olemassa geeni nimeltä Rdl-geeni. Tätä geeniä on löydetty monista muista tuholaislajeista, ja se liittyy resistenssiin dieldriini-nimiselle hyönteismyrkkylle”, sanoi Booth, joka työskentelee myös Fralin Institute of Life Sciencesissa. ”Tämä mutaatio esiintyy kaikissa saksantorakoissa. On yllättävää, ettemme ole löytäneet populaatiota, jolla ei olisi tätä mutaatiota.”
Boothin mukaan kaksi hyönteismyrkkyä, fiproniili ja dieldriini, joiden on laboratoriossa osoitettu olevan tehokkaita lutikoita vastaan, toimivat samalla vaikutusmekanismilla, joten mutaatio teoriassa teki tuholaisesta vastustuskykyisen molemmille. Dieldriini on ollut kielletty 1990-luvulta lähtien, mutta fiproniilia käytetään nykyään vain kissojen ja koirien paikalliseen kirppujen torjuntaan, ei lutikkoihin.
Booth epäilee, että monet paikallisesti fiproniilihoitoja käyttävät lemmikkien omistajat antavat kissojensa ja koiriensa nukkua kanssaan, jolloin niiden vuodevaatteet altistuvat fiproniilijäämille. Jos luteet joutuisivat tällaiseen ympäristöön, ne voisivat tahattomasti altistua fiproniilille, ja sitten mutaatio voisi valikoitua luteiden populaatiossa.
”Emme tiedä, onko tämä mutaatio uusi, syntyikö se tämän jälkeen, syntyikö se tänä ajanjaksona vai oliko se jo läsnä populaatiossa 100 vuotta sitten”, Booth sanoi.
Seuraava askel on laajentaa etsintää ja etsiä näitä mutaatioita eri puolilla maailmaa, erityisesti Euroopassa, ja eri aikoina museonäytteistä, koska lutikoita on ollut olemassa yli miljoona vuotta.
Marraskuussa 2024 Boothin laboratorio sekvensoi onnistuneesti ensimmäistä kertaa tavallisen lutikkalajin koko genomin.
Booth huomautti, että museo-DNA:n ongelmana on se, että se hajoaa pieniksi fragmenteiksi hyvin nopeasti, mutta nyt kun tutkijoilla on malleja kromosomitasolla, he voivat ottaa nämä fragmentit ja järjestää ne uudelleen kromosomeiksi, rekonstruoiden geenejä ja genomia.
Booth huomautti, että hänen laboratorionsa tekee yhteistyötä tuholaistorjuntayritysten kanssa, joten heidän geneettinen sekvensointityönsä voisi auttaa heitä ymmärtämään paremmin, missä lutikoita löytyy ympäri maailmaa ja miten niistä voidaan päästä eroon.
Nyt kun Bullock on hionut molekyylitaitojaan, hän odottaa innolla kaupunkien evoluution tutkimuksensa jatkamista.
”Rakastan evoluutiota. Mielestäni se on todella mielenkiintoista”, Block sanoi. ”Ihmiset kehittävät syvempää yhteyttä näihin kaupunkilajeihin, ja mielestäni on helpompi saada ihmiset kiinnostumaan lutikoista, koska he voivat samaistua niihin omakohtaisesti.”
Julkaisun aika: 13. toukokuuta 2025