Ежегодно более 700 000 человек погибают от болезней, передаваемых комарами, и борьба с этими насекомыми представляет собой сложную задачу. Значительная часть видов комаров приобрела устойчивость к основным группам синтетических инсектицидов, которые, к тому же, могут представлять угрозу для экологии и здоровью человека.
Биопестициды, созданные на основе живых организмов, способны уменьшить привыкание к химическим инсектицидам и предложить экологически приемлемую альтернативу. В журнале Applied and Environmental Microbiology исследователи сообщили, что бактериальные изоляты, полученные на острове Крит, обладают инсектицидным действием против комаров ( Culex pipiens molestus), эти организмы способны переносить патогены, представляющие угрозу для здоровья человека, например, вирус Западного Нила и вирус лихорадки Рифт-Валли. Экспериментальные исследования показали, что экстракты, содержащие метаболиты, произведенные тремя штаммами, приводили к гибели 100% личинок комаров в течение суток после контакта.
По мнению исследователей, эти метаболиты могут послужить базой для создания биопестицидов, оказывающих незначительное негативное влияние на окружающую среду. Как пояснил Джордж Димопулос, молекулярный энтомолог и микробиолог из Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе, они обладают более высокой скоростью разложения, что исключает их накопление, и воздействуют на меньшее число видов насекомых по сравнению с химическими инсектицидами.
Работа Димопулоса посвящена изучению комаров, являющихся переносчиками болезнетворных микроорганизмов, представляющих угрозу для здоровья человека. За последние 15 лет его команда выявила микробы, которые синтезируют вещества, подавляющие развитие возбудителей малярии и лихорадки денге, а также некоторые бактерии, способные уничтожать комаров.
Для проведения нового исследования ученые собрали 186 образцов из 65 различных точек на Крите. В собранные образцы вошли верхний слой почвы, почва вокруг корней растений, растительные ткани, пробы воды и мертвые насекомые. Затем исследователи поместили личинок C. pipiens molestus в водные растворы, содержащие наиболее перспективные изоляты, обнаруженные в образцах. Более 100 изолятов убили всех личинок комаров в течение 7 дней, а 37 из них убили личинок в течение 3 дней. По словам Димопулоса, эти 37 изолятов относятся к 20 родам, многие из которых ранее не рассматривались как потенциальные биопестициды.
Последующий анализ выявил, что быстродействующие бактерии уничтожали личинок, не вызывая заражения, а посредством выделения белков и метаболитов. Этот результат представляется перспективным, поскольку указывает на то, что инсектицид, основанный на этих бактериях, не потребует поддержания жизнеспособности микроорганизмов. Представленные данные важны не только для контроля над популяциями комаров, но и для разработки безопасных биопестицидов, предназначенных для борьбы с сельскохозяйственными вредителями.
Специалисты приступили к детальному изучению химической структуры новых инсектицидных соединений, чтобы установить, являются ли они белками или продуктами метаболизма. Кроме того, исследователи анализируют спектр пестицидной активности бактерий, включая проверку штаммов на устойчивость к другим видам комаров, передающих возбудители болезней, и к сельскохозяйственным вредителям.
Биопестициды, как правило, обладают низкой устойчивостью и нуждаются в повторном использовании, что затрудняет поиск оптимальных подходов к их созданию и применению. По словам ученых, в настоящее время проводятся базовые исследования, направленные на изучение химического строения молекул и принципов их воздействия, после чего начнется практическая фаза, посвященная разработке готовых продуктов.
[Фото: Freepik.com]