Американские генетики расшифровали ДНК колорадских жуков и выделили гены, которые отвечают за необычно быстрое приспособление этих насекомых к новым условиям.
«Нам не удалось найти серьезных отличий в структуре генов, отвечающих за сопротивление инсектицидам, между колорадскими жуками и другими насекомыми. Похоже, что они приобрели эту способность не в результате появления новых генов или перестройки генома. Все это делает загадку приспособляемости колорадских жуков еще более интересной для изучения», — рассказывает Шон Шовилль из университета Висконсина в Мэдисоне.
Колорадский жук — один из первых инвазивных видов насекомых. Они распространились по США и Канаде в конце 19 века, после чего «мигрировали» вместе с провиантом американской армии во Францию в конце Первой мировой войны и в Германию после Великой отечественной войны.
Первые попытки их уничтожить с помощью пестицидов закончились провалом — жуки быстро приспосабливались к токсинам. Борьба с вредителями осложняется тем, что у них нет естественных врагов за пределами США.
Шовилль и его коллеги сделали первый шаг к тому, чтобы понять, в чем причина устойчивости этих жуков. Они расшифровали их ДНК и сравнили с ДНК других вредителей и безвредных насекомымых. Как отмечает генетик, его команду интересовали две вещи: как колорадский жук смог приспособиться к жизни в суровом климате России и других северных стран за очень короткое время и как он выживает при контакте с новыми типами инсектицидов.
Ученые получили ответ на первый вопрос. Оказалось, что ДНК картофельных вредителей содержит в себе несколько десятков генов, отвечающих за производство очень широкого набора ферментов, способных переваривать крайне разнообразные белки и сахара. Это, как считают генетики, позволяет колорадскому жуку быть практически «всеядным» насекомым, несмотря на его узкую специализацию на картофеле и других паслёновых растениях.
С другой стороны, Шовилль и его коллеги не смогли найти генов, отвечающих за неуязвимость колорадских жуков — те участки ДНК, которые отвечают за противодействие инсектицидам, у них имеют ту же структуру и размеры, как и у остальных насекомых. Как надеются ученые, дальнейшее изучение генома поможет им понять, как именно работает эта «суперспособность» жуков.
Тем не менее, генетикам удалось нащупать «ахиллесову пяту» колорадских жуков — оказалось, что их клетки широко используют короткие молекулы РНК, чтобы останавливать работу определенных генов. Это знание можно использовать для создания более эффективных версий инсектицидов, к которым вредители приспособятся не слишком скоро.
Как отметил Шовилль, сейчас его команда находится в процессе расшифровки ДНК еще сотни колорадских жуков и нескольких их родичей, чьи геномы, как надеются ученые, помогут им раскрыть остальные тайны этих вредителей и окончательно решить проблему 150-летней давности.
