Международная группа ученых использовала необычное сочетание методов для борьбы с опасным и быстро распространяющимся видом комаров, Aedes albopictus. Их самцам подсаживали бактерию, которая обычно заставляет самок этого вида быстрее размножаться, но при этом делает их потомство нежизнеспособным. Дополнительно ученые облучали самцов малыми дозами радиации. Это не снижало их шансы на размножение, но блокировало слабые места бактериального способа борьбы с комарами.
Родина комаров Aedes albopictus — тропики Южной Азии, однако в последние 40 лет, благодаря глобальному потеплению, они закрепились в США, Европе (до Бельгии) и других районах планеты. По мере дальнейшего потепления комары могут продвинуться еще севернее. Они переносят желтую лихорадку, денге, вирус Зика, вирус Чикунгунья (они даже смогли привести к его вспышке в Европе) и иные заболевания, часть из которых сегодня очень трудно вылечить. Поэтому борьба с этими насекомыми — очень актуальный вопрос.
Как и в случае с другими видами комаров, бороться с ними довольно трудно. Давно известный способ — стерилизация самцов при помощи радиации — имеет в случае комаров большие недостатки. Во-первых, для того чтобы стерилизовать самца, нужна достаточно большая доза излучения. Во-вторых, в результате этой процедуры насекомое сильно меняется внешне и самки не очень охотно спариваются с такими особями. Поэтому даже небольшое количество диких, необлученных самцов может поддержать численность популяции на нужном уровне, несмотря на массовое нашествие стерилизованных облучением самцов.
Авторы новой работы использовали принципиально иной подход. Они взяли один из штаммов бактерии Wolbachia pipientis, которые для некоторых насекомых являются паразитами, а для комаров — симбионтами. Эта бактерия повышает плодовитость самок комаров и тем самым упрощает свое собственное размножение, ведь чем больше комаров, тем больше у нее живых хозяев. У вольбахий есть одна очень необычная особенность: они вызывают у комаров-носителей цитоплазматическую несовместимость. Это значит, что если самка инфицирована одним штаммом Wolbachia pipientis, а самец — другим, то при спаривании эмбрионы хотя и образуются, но быстро дегенерируют. Дело в том, что если цитоплазма родителей несовместима, то эмбрионы получаются нежизнеспособными.
Читайте также: Для борьбы с малярией ученые создали комарих-мутантов
Теоретически этим свойством можно воспользоваться — отследить, какой штамм вольбахии доминирует у того или иного вида комаров в определенной местности, и выпустить там самцов с другим штаммом. Но если среди выпущенной популяции будет хотя бы немного самок, зараженных тем же штаммом вольбахии, что и выпускаемые самцы, то численность комаров в этом районе быстро восстановится. На практике это очень важный момент, поскольку выращивание инфицированных вольбахией самцов идет на больших установках, которые исходно содержат яйца с эмбрионами обоих полов. Чтобы выпустить только самцов, их пропускают через механический просеиватель, который отбирает только личинки малых размеров (самцы большинства видов комаров меньше самок). Однако из-за генетической изменчивости часть личинок самок может быть меньше нормы и по размерам не отличаться от самцов. Поэтому возникает риск выпустить в дикую природу особей обоих полов.
Исследователи смогли решить эту проблему. Они облучили выпускаемых особей небольшой дозой радиации, много меньшей, чем та, что нужна для стерилизации самцов комаров. Такая доза не делает их настолько непривлекательными для диких самок, как обычная стерилизация радиацией, то есть выпускаемые самцы по-прежнему могут свободно спариваться с дикими самками, срывая процесс размножения комаров. А вот самки насекомых, которых выращивали исследователи, от этой небольшой дозы радиации теряли способность к размножению.
Такой гибридный подход ученые исследовали в течение двух лет в двух изолированных жилых островах в Гуанчжоу — городе с наивысшим темпом передачи лихорадки денге в Китае. Параллельно они отслеживали ситуацию в двух контрольных районах, где с Aedes albopictus не боролись вовсе. Уже в первый год 84% яиц, которые комарихи откладывали на экспериментальных участках, оказались нежизнеспособными из-за цитоплазматической несовместимости, на контрольных участках таких не было вовсе.
На второй год доля нежизнеспособных яиц на экспериментальных участках дошла до 94%. При этом комары стали кусать человека на 96,6% меньше. В ходе эксперимента ученые выпускали до 5 миллионов инфицированных нужным штаммом вольбахии самцов комаров в неделю. На статистику укусов они не повлияли, поскольку, в отличие от самок, самцы комаров питаются нектаром.
Новый метод оказался очень эффективным, а остававшиеся жизнеспособными 6% яиц, скорее всего, следует отнести на счет диких самцов комаров, которые залетают из соседних регионов. Однако и его нельзя назвать панацеей, поскольку вне изолированных островов полностью подавлять популяцию комаров в разных местах было бы достаточно дорого. Тем не менее метод доказал свою перспективность, а с учетом того, что проблема комаров в мире по мере дальнейшего потепления будет только обостряться, у работы явно есть практический смысл.