Toisen maailmansodan jälkeen luteet riehuivat maailmassa, mutta 1950-luvulla ne hävitettiin lähes kokonaan diklooridifenyylitrikloorietaani (DDT) -nimisellä hyönteismyrkkyllä. Myöhemmin tämä kemikaali kiellettiin. Sittemmin tämä kaupunkituholainen on tehnyt paluun maailmanlaajuisesti ja kehittänyt vastustuskyvyn monille niiden torjuntaan käytetyille hyönteismyrkkyille.
Journal of Medical Entomology -lehdessä julkaistu tutkimus kertoo, kuinka Virginia Techin tutkimusryhmä, jota johti kaupunkihyönteistutkija Warren Booth, löysi geenimutaation, joka voi johtaa torjunta-aineresistenssiin.
Nämä löydökset olivat seurausta tutkimuksesta, jonka Booth suunnitteli jatko-opiskelija Camille Blockille kehittääkseen molekyylitutkimuksen taitojaan.
”Se oli puhtaasti kalastusretki”, sanoi Booth, kaupunkihyönteistiede, apulaisprofessori Joseph R. ja Mary W. Wilsonin maatalous- ja biotieteiden korkeakoulussa.
Kaupunkien tuholaistorjunta-asiantuntija Booth tiesi jo saksantorakoiden ja jauhiaisten hermosoluissa olevasta geenimutaatiosta, joka aiheutti torjunta-aineresistenssin. Booth ehdotti, että Brooke analysoisi yhden näytteen lutikoista kustakin 134 eri populaatiosta, jotka pohjoisamerikkalainen tuholaistorjuntayritys oli kerännyt vuosina 2008–2022, selvittääkseen, kantoivatko ne samaa solumutaatiota. Tulokset osoittivat, että kahdella lutikolla kahdesta eri populaatiosta oli sama solumutaatio.
”Tämä (löytö) tehtiin itse asiassa viimeisten 24 näytteeni perusteella”, sanoi Block, joka opiskelee hyönteistiedettä ja on Invasive Species Collaborationin jäsen. ”En ole koskaan aiemmin tehnyt molekyylibiologiaa, joten näiden taitojen oppiminen on minulle ratkaisevan tärkeää.”
Koska ludepopulaatiot ovat geneettisesti hyvin homogeenisia, pääasiassa sisäsiitoksen vuoksi, yksi näyte kustakin populaatiosta riittää yleensä edustamaan koko ryhmää. Varmistaakseen kuitenkin, että Brock oli todella löytänyt mutaation, Booth testasi kaikki näytteet kahdesta tunnistetusta populaatiosta.
”Kun testasimme uudelleen useita yksilöitä molemmista populaatioista, havaitsimme, että heillä kaikilla oli tämä mutaatio”, Booth sanoi. ”Joten heistä tuli vakiintuneita näiden mutaatioiden kantajia, ja nämä mutaatiot ovat samat, jotka löysimme saksantorakoista.”
Tutkimuksensa kautta saksalaisista torakoista Booth sai tietää, että niiden vastustuskyky torjunta-aineille johtui hermoston solujen geenimutaatioista ja että nämä mekanismit olivat riippuvaisia ympäristöstä.
”On olemassa geeni nimeltä Rdl-geeni. Sitä on löydetty monista muista tuholaislajeista, ja se liittyy resistenssiin dieldriini-nimiselle hyönteismyrkkylle”, sanoo Booth, tutkija Fralin Institute of Life Sciences -instituutista. ”Tämä mutaatio esiintyy kaikissa saksantorakoissa. Yllättävää kyllä, emme ole löytäneet yhtäkään populaatiota, jolla ei olisi tätä mutaatiota.”
Boothin mukaan fiproniililla ja dieldriinillä – molemmat hyönteismyrkkyjä, joiden on laboratoriokokeissa osoitettu olevan tehokkaita lutikoita vastaan – on sama vaikutusmekanismi, joten teoriassa tämä mutaatio voisi johtaa resistenssin kehittymiseen molemmille lääkkeille. Dieldriini on ollut kielletty 1990-luvulta lähtien, mutta fiproniilia käytetään edelleen koirien ja kissojen paikalliseen kirppujen hoitoon, ei lutikoiden torjuntaan.
Booth epäilee, että monet lemmikkien omistajat, jotka käyttävät fiproniilitippoja lemmikkiensä hoitoon, antavat kissojensa ja koiriensa nukkua kanssaan, jolloin niiden vuodevaatteet altistuvat fiproniilijäämille. Jos luteet pääsevät tällaiseen ympäristöön, ne voivat tahattomasti joutua kosketuksiin fiproniilin kanssa ja altistaa tämän variantin lisääntymiselle populaatiossa.
”Emme tiedä, onko tämä mutaatio uusi, ilmestyikö se myöhemmin, tuona aikana, vai oliko se jo läsnä populaatiossa 100 vuotta sitten”, Booth sanoi.
Seuraava askel on laajentaa etsintää näiden mutaatioiden havaitsemiseksi maailmanlaajuisesti, erityisesti Euroopassa ja eri aikakausien museonäyttelyissä, sillä lutikoita on ollut olemassa yli miljoona vuotta.
Marraskuussa 2024 Booth Labsista tuli ensimmäinen laboratorio, joka onnistui sekvensoimaan luteen koko genomin.
”Tämä on ensimmäinen kerta, kun tämän hyönteisen genomi on sekvensoitu”, Booth sanoi. ”Nyt kun meillä on genomisekvenssi, voimme tutkia näitä museonäytteitä.”
Booth huomauttaa, että museo-DNA:n ongelmana on se, että se hajoaa pieniksi fragmenteiksi hyvin nopeasti, mutta tutkijoilla on nyt kromosomitason malleja, joiden avulla he voivat erottaa nämä fragmentit ja kohdistaa ne näihin kromosomeihin geenien ja genomien rekonstruoimiseksi.
Booth huomauttaa, että hänen laboratorionsa tekee yhteistyötä tuholaistorjuntayritysten kanssa, joten heidän geenisekvensointityönsä voisi auttaa heitä ymmärtämään paremmin lutikoiden maailmanlaajuista leviämistä ja tapoja hävittää ne.
Nyt kun Brock on hionut molekyylibiologian taitojaan, hän on innoissaan voidessaan jatkaa tutkimustaan kaupunkien evoluutiosta.
”Rakastan evoluutiota. Pidän sitä erittäin mielenkiintoisena”, Block sanoi. ”Ihmiset tuntevat vahvaa yhteyttä näihin kaupunkilajeihin, ja mielestäni on helpompi saada ihmiset kiinnostumaan lutikoista, koska he ovat luultavasti kohdanneet ne itse.”
Lindsay Myers on postdoc-tutkija hyönteistieteen laitoksella ja toinen Boothin tutkimusryhmän jäsen Virginia Techissä.
Globaalina, julkisesti rahoitteisena yliopistona Virginia Tech osoittaa vaikutuksensa edistämällä kestävää kehitystä yhteisöissämme, Virginiassa ja ympäri maailmaa.
Julkaisun aika: 12.12.2025