Silny środek owadobójczy dieldryna, który od lat 50. XX w. rozpylano na wewnętrzne ściany domów w ramach programów zwalczania malarii, dziś jest zakazany w większości krajów świata. Badania wykazały, że u widliszków (Anopheles) roznoszących malarię (czyli tzw. wektorów malarii) nastąpiły mutacje genetyczne uodparniające je na tę substancję. Trucizna okazała się jednak znacznie bardziej szkodliwa dla ludzi i innych zwierząt. Pestycyd wywołuje m.in. chorobę Parkinsona i nowotwór piersi, uszkadza układ immunologiczny i nerwowy oraz zaburza rozwój płodu.

Dieldryna miała jeszcze jeden, zaskakujący i bardzo trwały skutek uboczny. Kilkadziesiąt lat po jej powszechnym stosowaniu widliszki zachowały jedną z mutacji, które kiedyś pozwoliły im przetrwać. Ta zmiana w ich materiale genetycznym sprawia, że Anopheles są bardziej wrażliwe na dźwięk – wynika z badań opublikowanych na platformie preprintów bioRxriv. Autorami pracy są naukowcy m.in. z Hiszpanii, Wielkiej Brytanii, Francji, Republiki Środkowoafrykańskiej i Madagaskaru.

Zespół dr Marty Andres, neurobiolożki z Hiszpańskiej Narodowej Rady Badań Naukowych (CSIC), ustalił, że za mutację, która uodporniła widliszki na toksynę, odpowiada gen Rdl, a ta zmiana wpływa również na wrażliwość słuchu komarów. Później naukowcy z Uniwersytetu w Montpellier pod kierunkiem dr. Diego Ayali zbadali również, czy Rdl występuje u komarów w miastach i na obszarach wiejskich w całej Afryce Subsaharyjskiej.

Naukowcy przypomnieli, że komary słyszą za pomocą narządów Johnstona – komórek zmysłowych na czułkach, które odbierają wibracje wywołane przez drgania powietrza lub fale dźwiękowe. Narządy te samcom służą przede wszystkim do lokalizowania dźwięków nadawanych przez poszukujące partnera samice. Komarzyce, uderzając skrzydłami, wydają wtedy brzęczenie o częstotliwości 300–550 Hz.

Żeby sprawdzić, jak obecność Rdl wpływa na wrażliwość słuchu samców, Andres i Ayala odtwarzali im w laboratorium dźwięki zbliżone do tych wydawanych przez samice. Komary z mutacją znacznie częściej niż samce bez niej leciały w kierunku głośnika i lądowały na nim, więc naukowcy uznali, że rzeczywiście mają lepszy słuch.

Autorów pracy zainteresowało również, jak owady niezmutowane - oraz te z genem Rdl - poradzą sobie z kopulacją w hałaśliwym środowisku. Umieścili więc na dwie doby po 25 samców i 25 samic w niewielkich inkubatorach. W jednym z nich urządzenia hałasowały z głośnością ok. 70 decybeli. W drugim panował ciągły biały szum o natężeniu ponad 90 decybeli, symulującym intensywny hałas miejski.

Skuteczność kopulacji samców ze zmienionym kodem genetycznym w obu przypadkach była taka sama, wynosiła około 40 proc. Samce nieodporne na dieldrynę w cichym inkubatorze radziły sobie nawet lepiej (42 proc.), ale w głośniejszym ich skuteczność spadła do ok. 30 proc. Andres i Ayala uznali więc, że Rdl to gen plejotropowy (wywierający wpływ na wiele cech), oddziałujący m.in. na sukces godowy, wiec jego obecność może mieć konsekwencje w selekcji płciowej. Zgodnie z mechanizmem doboru naturalnego osobniki z korzystnymi cechami (w tym przypadku to odporność na pestycyd i lepszy słuch) mają większe szanse na dożycie do wieku reprodukcyjnego i przekazanie swoich genów kolejnym pokoleniom.

Naukowcy przetestowali tę hipotezę również w terenie. W siedmiu lokalizacjach w Bangui, stolicy Republiki Środkowoafrykańskiej, i czterech pobliskich wioskach częstotliwość występowania mutacji rosła wraz z poziomem hałasu środowiskowego. Samce bez Rdl rzadziej kopulowały więc w hałaśliwych obszarach miejskich i rzadziej przekazywały potomstwu swój materiał genetyczny.

Badacze podkreślili, że ich praca wskazuje na głębokie zmiany w genetyce insektów i poważne zaburzenia w całym ekosystemie, jakie występują w wyniku stosowania przez dłuższy czas środków owadobójczych. „Przewaga słuchowa może przyczyniać się (…) o utrzymywania się tych alleli (wersji genu – przyp. PAP) w naturze i może ułatwiać kolonizację obszarów miejskich przez wektory malarii” – podsumowali autorzy pracy. (PAP)

abu/ zan/