Метод стерильных насекомых

Метод стерильных насекомых (или SIT от англ. sterile insect technique) — биологический метод борьбы с насекомыми, при котором подавляющее число стерильных насекомых (обычно самцов) выпускается в дикую природу.

Стерильные самцы конкурируют с дикими самцами за спаривание с самками. Самки, которые спариваются со стерильным самцами, не имеют потомства. Тем самым снижается численность следующего поколения. Повторный вброс стерильных самцов может ещё больше снизить её и в случаях изоляции полностью ликвидировать популяцию. До первого высвобождения стерильных самцов обычно снижают популяцию, используя пестициды. Стерилизация вызывается воздействием облучения на репродуктивные клетки насекомых.

Метод подавляет насекомых, угрожающих животноводству, фруктам и овощам. При этом он не оказывает (прямого) отрицательного воздействия на нецелевые виды. Метод стерильных насекомых не включает высвобождение насекомых, модифицированных в результате трансгенных (генно-инженерных) процессов. Этот метод не внедряет неместные виды в экосистему.

Метод был успешно использован для уничтожения мясной мухи (Cochliomyia hominivorax) в Северной и Центральной Америке. Успехи были достигнуты в борьбе с вредителями пестрокрылками, особенно средиземноморской плодовой мухой (Ceratitis capitata) и мексиканской плодовой мухой (Anastrepha ludens). Активные исследования проводятся для определения эффективности этого метода в борьбе с плодовой мухой Квинсленда (Bactrocera tyroni).

История

Идея использования стерильных самцов была предложена Александром Сергеевичем Серебровским в 1940 году[1].

На западе эта идея была открыта независимо Раймондом Бушлендом и Эдвардом Ниплингом. Более того, они смогли реализовать её на практике в 1950-х годах для уничтожения мясных мух, охотящихся на теплокровных животных, особенно крупного рогатого скота. Личинки этих мух проникают в открытые раны и питаются мясом животных, убивая зараженный скот в течение 10 дней. Мясная муха уничтожала поголовье скота по всему американскому югу. Поставки красного мяса и молочных продуктов страдали в Мексике, Центральной Америке и Южной Америке. В 1950-х годах мясные мухи наносили ежегодный ущерб американским фермерам, которые, согласно прогнозам, превышали 200 миллионов долларов. Личинки мясных мух также могут паразитировать на человеческой плоти.

Бушленд и Ниплинг начали искать альтернативу химическим пестицидам в конце 1930-х годов, когда они работали в лаборатории сельского хозяйства США в Менарде, штат Техас. Их работа была прервана Второй мировой войной, но они возобновили свои усилия в начале 1950-х годов с успешными испытаниями популяции мясных мух на острове Санибел, штат Флорида.

Стерилизация производилась использованием рентгеновского излучения. Они использовали тот факт, что самки мясных мух спариваются раз в жизни.

В 1954 году этот метод был использован для уничтожения мясных мух на острове Кюрасао (460 км²), у берегов Венесуэлы. Мясные мухи были уничтожены за семь недель, сохранив домашние стада коз, которые были источником мяса и молока.

На карте показаны текущая (оранжевая) и бывшая (желтая) области распространения, а также примерное сезонное распространение мясной мухи.

В конце 1950-х и 1970-х годах метод стерильных насекомых использовался для контроля популяции мясных мух в США. В 1980-х годах Мексика и Белиз устранили свои проблемы с мясными мухами с помощью этого метода. В 90-х годах в Центральной Америке осуществлялись программы ликвидации, после чего в Панаме был установлен биологический барьер для предотвращения повторного заражения с юга. Карта показывает текущую и прежнюю область распространения и приблизительное сезонное распространение мясных мух.

В 1991 году метод стерильных насекомых остановил серьёзную вспышку мясной мухи в Северной Африке. Этот метод используют против средиземноморской плодовой мухи в Мексике, Флориде и Калифорнии, для уничтожения мухи дыни с Окинавы и борьбы с мухой цеце в Африке.

Бушленд и Ниплинг получили мировое признание за свои лидерские и научные достижения, в том числе они получили Всемирную продовольственную премию 1992 года[2].

Успешные программы
  • Мясная муха (Cochliomyia hominivorax) была уничтожена в Соединенных Штатах, Мексике, Центральной Америке, Пуэрто-Рико и Ливии[3].
  • Мексиканская плодовая муха (Anastrepha ludens, Loew) была уничтожена на большей части северной Мексики.
  • Муха цеце была уничтожена на Занзибаре.
  • Средиземноморская плодовая муха (Medfly, Ceratitis capitata, Wiedemann) была уничтожена в северной части Чили и южной части Аргентины, Перу и Мексики. Он подавляется SIT в районах производства фруктов в Хорватии, Израиле, Южной Африке и Испании.
  • Codling моли (Cydia pomonella) эффективно подавляется в некоторых частях Британской Колумбии, Канада[4].
  • Розовый ястреб (Pectinophora gossypiella) уничтожен на юго-западе США и на северо-западе Мексики.
  • Ложная мотылька (Thaumatotibia leucotreta) эффективно подавляется в некоторых частях Южной Африки.
  • Кактус моли (Cactoblastis cactorum) был ликвидирован в результате вспышки в Юкатане, Мексика.
  • Дынная муха (Bactrocera cucurbitae, Coquillett) была уничтожена на Окинаве[5].
  • Луковая муха (Delia antiqua) управляется в районах производства лука в Нидерландах[6].

Недостатки
  • Естественно, что для подавления популяций перед использованием стерильных насекомых иногда требуются периоды низкой численности или повторная обработка пестицидами.
  • Разделение по половому признаку может быть затруднено, хотя это может быть легко осуществлено в больших масштабах, когда были разработаны генетические системы полового развития, как для средиземноморской плодовой мухи.
  • Облучение, транспортировка и высвобождение могут снизить способность к спариванию у самцов.
  • Техника видоспецифична. Например, методика должна быть реализована отдельно для каждого из 6 экономически важных видов мухи цеце.
  • Массовое выращивание и облучение[7][8] требуют точных процессов. Неудачи произошли, когда были выпущены неожиданно фертильные самцы.
  • Областной подход более эффективен, поскольку миграция диких насекомых из-за пределов контрольной зоны может воссоздать проблему.
  • Затраты на производство достаточного количества стерильных насекомых могут быть непомерно высокими.

Примечания
  1. Serebrovsky, A.S. (1940). “[On the possibility of a new method for the control of insect pests]”. Zool. Zh. 19: 618—630.
  2. https://www.worldfoodprize.org/en/laureates/19871999_laureates/1992_knipling_and_bushland/
  3. The Area-Wide Sterile Insect Technique for Screwworm (Diptera: Calliphoridae) Eradication
  4. Okanagan-Kootenay Sterile Insect Release (SIR) Program
  5. The Sterile Insect Technique: Example of Application to Melon Fly Bactrocera cucurbitae. Архивная копия от 20 декабря 2016 на Wayback Machine (accessed December 13, 2016)
  6. List of SIT facilities
  7. FAO/IAEA/USDA-2003-Manual for Product Quality Control and Shipping Procedures for Sterile Mass-Reared Tephritid Fruit Flies, Version 5.0. International Atomic Energy Agency, Vienna, Austria. 85pp.
  8. FAO/IAEA. 2006. FAO/IAEA Standard Operating Procedures for Mass-Rearing Tsetse Flies, Version 1.0. International Atomic Energy Agency, Vienna, Austria. 239pp.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.