Krompirova zlatica otporna na pesticide - menja DNK po potrebi?

Moderna era pesticida započela je 1860-ih. U to su se vreme poljoprivrednici na zapadu protiv krompirove zlatice borili prskanjem bojom zvanom "Paris Green" koja je sadržavala bakarni arsenat. Međutim, ova štetočina je brzo postala otporna na taj otrov, kao i olovni arsenat, DDT i dieldrin, ali i više od 50 drugih pesticida.

Razlog tome je rezistentnost koju razvijaju i to obično u nekoliko godina pa nastavljaju da obitavaju na površinama pod krompirom, ali i drugim kulturama, kako na poljima tako i u baštama širom sveta, pritom praveći velike štete.

Naučnici još uvek ne mogu u potpunosti da dokuče mehanizme prilagođavanja ovih štetočina, ali trenutna teorija evolucije je usredsređena na njihov DNK. Ipak, stručnjaci ne uspevaju da objasne brzi razvoj rezistencije na hemijske materije insekticidnog delovanja. Nove mutacije DNK se verovatno ne pojavljuju dovoljno često da bi mogle da razviju otpornost na toliko vrsta pesticida, piše sciencedaily.

Uključuju i isključuju određene gene

Međutim, istraživanje na Univerzitetu u Vermontu (SAD) je prva studija koja se približila pojašnjenju. Ovaj tim naučnika dokazao je da čak i male doze neonikotinoida i imidakloprida mogu da promene način kojim insekt upravlja svojom DNK. Da bi se odbranio od pesticida, on možda neće imati potrebu da menja svoj genetski kod. Umesto toga, otkriveno je da bube reaguju regulišući svoju DNK, uključujući ili isključujući određene gene u procesu koji se naziva "metilacija DNK". Te promene omogućuju bubama da ubrzaju biološke odbrambene mehanizme, stavljajući u jači "pogon" postojeće gene koji im omogućuju da tolerišu širok raspon toksina koji su aplikovani na krompiru.

Ispiranje enzima ili veća brzina njihovog izlučivanja dozvoljavaju insektima da tretiraju svaki novi pesticid istim biohemijskim alatima koje koriste za preovladavanje prirodne odbrane umesto da se oslanjaju na težak evolucijski proces slučajnih mutacija koje se pojavljuju u ključnim genima, koji bi polako uzrokovao da pesticid postane manje efikasan.

Promene nasledne u nekoliko generacija?

Najvažnije je što nova studija pokazuje da se ove promene, podstaknute čak i malim dozama pesticida, mogu preneti na potomke kroz najmanje dve generacije.

"Pronašli smo iste obrasce metilacije DNK u starijoj generaciji. To je bilo iznenađujuće jer nisu bile izložene insekticidima", kaže Jolanda Čen.

U nekoliko drugih vrsta insekata dokazano je da izloženost pesticidima menja metilaciju DNK. Primećeno je da se neke epigenetske promene prenose na buduće generacije vrsta koje se razmnožavaju aseksualno, poput sićušnih planktonskih rakova Daphnia magna.

"Međutim, dugo se pretpostavljalo da se epigenetika resetuje tokom polne reprodukcije", kaže Kristian Brevik, vodeći autor studije.

"Da se te promene mogu preneti budućim generacijama insekata kroz više krugova polnog razmnožavanja - to je novost", napomenuo je.

"Možda je vreme da više ne proizvodimo pesticide kao na traci pokušavajući da uvedemo sve otrovnije hemikalije i shvatimo da se događa evolucija", upozorava Čen.

"Mogli bismo da budemo bolji u razumevanju funkcionisanja evolucijskih procesa i više ulagati u ekološke pristupe koji bi omogućili poljoprivredi da bude održivija", zaključila je.