Ученым
удалось на 94 процента сократить популяцию
азиатских тигровых комаров на двух
островах в мегаполисе Гуанчжоу, сообщается
в Nature. Сократить дикую популяцию
ученым удалось, выпуская самцов, зараженных бактерией вольбахией, что препятствовало размножению самок. Этот способ борьбы с комарами уже известен, однако авторы усовершенствовали его: они почти со 100-процентной точностью разделили самцов и самок, и подобрали количество самцов так, чтобы те вытеснили из популяции диких особей.
Азиатские
тигровые комары (Aedes
albopictus)
— эндемики субтропических и тропических
районов Юго-Восточной Азии. Однако за
последние 40 лет они появились
и на других континентах. Их распространение
сложно контролировать, так как их личинки
могут развиваться в контейнерах, которые
тяжело тщательно обработать инсектицидами.
В основном эти насекомые встречаются
в городах и сельских районах и переносят
вирусы желтой лихорадки, лихорадок
денге и чикунгунья, возможно, что они
могут переносить и вирус зика, вызывающий
одноименную лихорадку.
Как
и около 40 процентов других сухопутных
насекомых, популяции
A.albopictus могут быть заражены
вольбахией. Эти бактерии являются
симбионтами комаров и приносят хозяевам
как пользу, так и вред. Вольбахии
передаются по материнской линии и
селятся
в клетках репродуктивной системы, а затем разными способами снижают фертильность
насекомых. Например, если зараженные
вольбахией самцы спариваются с самкой,
которая не заражена тем же штаммом
бактерии, получается нежизнеспособное
потомство. Если же спариваются самец и
самка, зараженные одной и той же
разновидностью бактерии, они успешно
размножаются. Так вольбахия увеличивает
численность зараженных насекомых. С
другой стороны, некоторые ее штаммы
блокируют распространение патогенов
в популяциях комаров. Этим уже
воспользовались бразильские исследователи,
которые показали,
что заражение вольбахией желтолихорадочных
комаров Aedes
aegypti
препятствует распространению в популяции
вируса Зика. Ранее австралийским ученым удалось с помощью вольбахии практически победить лихорадку денге
в отдельно взятом городе.
Сяоин
Чжэн
(Xiaoying
Zheng)
из университета Сунь Ятсена и его коллеги
из США и Китая поставили своей целью уничтожить популяцию азиатских тигровых комаров в районах мегаполиса Гуанчжоу. Ученые провели полевые эксперименты
с A.albopictus в Гуанчжоу, поскольку там самая высокая скорость
распространения лихорадки денге в Китае.
Население города в 2018 году составляло
14 миллионов человек. В качестве
экспериментальной площадки ученые
выбрали два острова площадью 3,3 и 10,9 квадратных
километров на протекающей в Гуанчжоу реке.
Обитающие
в Гуанчжоу
A.albopictus заражены
двумя разновидностями вольбахии, но ни
одна из них не препятствует распространению
патогенов в популяции комаров. Поэтому
ученые вывели линию тигровых комаров,
зараженную третьей разновидностью
вольбахии (wPip),
которая уменьшала в популяции распространение опасных для человека вирусов. Следующим шагом ученым
нужно было выпустить на экспериментальные
острова только зараженных вольбахией
wPip
самцов,
которые бы спаривались с дикими самками
и лишали их возможности успешно
размножаться.
Если бы на воле оказались
зараженные wPip
самки, они бы успешно спаривались как
с дикими, так и лабораторными самцами
и популяция продолжила бы
существовать, произошла бы только смена на зараженных wPip комаров.
Это тоже имело свои плюсы, так как в этой
популяции вирусы распространялись
медленнее, а значит, было бы меньше
зараженных людей. Однако это не решало
стоявшую перед учеными задачу. Поэтому
исследователи разработали метод,
позволявший выпускать на волю только
самцов.
Обычно ученые автоматически сортируют куколки комаров по размеру, а затем проводят еще и ручную сортировку. Теперь же авторы облучали
куколок сравнительно невысокой дозой
рентгеновского излучения. Она делала
самок стерильными, при этом лишь
немного снижала фертильность самцов. В результате в природу попали только 0,24 процента зараженных самок, которым удалось оставить потомство.
Следующей
задачей исследователей было определить,
в какое время и сколько лабораторных самцов нужно было выпустить, чтобы они
заменили в популяции диких особей. Для
этого ученые использовали лабораторные
эксперименты и математическое
моделирование. В результате они получили соотношение лабораторных самцов к диким 5:1 и в пик сезона
размножения они выпускали на тестовых
островах пять миллионов самцов в неделю.
Полевые эксперименты продолжались в
2016 и 2017 годах.
В
конце сезона размножения (у тигровых
комаров он длится с марта по ноябрь)
ученые оценивали на тестовых островах
популяцию насекомых и оставшееся
количество самок. Оказалось, что течение двух лет количество комариных яиц ежегодно сокращалось
на 94 процента, а количество взрослых самок уменьшилось на 83-94 процента.
Бороться
с распространением азиатского тигрового
комара с помощью вольбахии разрешили
и в США. В 2017 году Агентство по охране
окружающей среды разрешило выпускать
на территории страны зараженных бактерией
комаров.
Екатерина Русакова
