Ученые объяснили суперспособности колорадских жуков

Американские генетики впервые расшифровали ДНК колорадских жуков. Они выделили в ней несколько генов, которые отвечают за необычно быстрое приспособление насекомых к новому климату и экологии.

Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

«Что интересно, 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 свойств или перестройки генома. Все это делает загадку еще более интересной для изучения», — рассказывает Шон Шовилль из университета Висконсина в Мэдисоне.

Колорадские жуки — один из первых инвазивных видов насекомых. Они распространились по США и Канаде в конце XIX века, после чего «мигрировали» вместе с провиантом американской армии во Францию в конце Первой мировой войны, оттуда в Германию и Россию после Великой Отечественной войны.

Первые попытки их уничтожить с помощью пестицидов закончились провалом — жуки быстро приспосабливались к отраве. 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 подобной неуязвимости жуков. Они расшифровали их ДНК и сравнили устройство их генома с другими вредителями и безобидными насекомыми.

Как отмечает генетик, его команду интересовали две вещи: как колорадский жук смог приспособиться к суровому климату в России и других северных стран за очень короткое время и почему он выживает при контакте с новыми типами инсектицидов.

На первый вопрос ответ удалось получить. Оказалось, что ДНК картофельных вредителей содержит несколько десятков генов, отвечающих за производство очень широкого набора ферментов, способных переваривать крайне разнообразные белки и сахара. Это, как считают генетики, позволяет жуку быть практически всеядным, несмотря на его узкую «специализацию» на картофеле и других представителях пасленовых.

С другой стороны, Шовилль и его коллеги не смогли найти гены, отвечающие за неуязвимость колорадских жуков, — те участки ДНК, которые обуславливают 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» насекомых: оказалось, что их клетки широко используют короткие молекулы РНК для блокировки действия определенных генов, что можно использовать для создания более эффективных версий инсектицидов, к которым вредители приспособятся уже не так быстро, как к ДДТ и прочим «убийцам» прошлого.

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 раскрыть остальные тайны этих вредителей и окончательно решить проблему 150-летней давности.