От отблъскване на вредители до чума - Война на бръмбарите - Знание
Актуални новини в Süddeutsche Zeitung
Табло
икономика
Мюнхен
Култура
общество
Знание
От отблъскване на вредители до чума: Войната на бръмбарите
Отваряне на снимката в нова страница
Набиране на позиция срещу местни видове: азиатската калинка
Азиатската калинка трябваше да освободи от листни въшки плантации от плодове и зеленчуци в Европа и Америка. Но животните се размножават експлозивно по целия свят и изместват местните видове. Нашествениците разчитат на биологични бойни агенти.
От Моника Офенбергер
Американската жаба и испанския охлюв го направиха, както и канадската златна пръчица и индийския балсам. Всички те идват от чужди страни и са се установили за постоянно в Германия. Сега те се конкурират с местните животни и растения и поради това се считат за инвазивни видове. Азиатската калинка Harmonia axyridis сега следва техния пример. С черни точки на червен фон изглежда точно толкова безобидно, колкото и родните му роднини. Но с тях той води тежка битка за оцеляване - и разчита на биологични оръжия, както германски изследователски екип сега в списанието Наука докладвано (том 340, стр. 862, 2013).
Историята за успеха на Harmonia започва в Калифорния през 1916 година. Екзотичните пълзящи там се наричат арлекински калинки, защото се предлагат във всякакви цветове. Те са докарани в страната, за да запазят плантациите на плодове и зеленчуци без листни въшки. Шесткраките гастарбайтери си свършиха добра работа и така в крайна сметка бяха доведени в Европа и Южна Америка. Всичко вървеше гладко в продължение на десетилетия - докато бръмбарите не бяха изтеглени в горите и полетата. Там те се разпространяват необуздано, от 1988 г. в Северна Америка, единадесет години по-късно в Европа и в продължение на девет години също в Южна Африка. В Германия те бяха забелязани за пръв път в дивата природа през 1999 г., а от 2002 г. те населяват цялата република.
Местни видове под натиск
Тези врагове на листната въшка все още са много популярни сред градинарите и биологичните фермери. На други места те стават все по-непопулярни. Например със собствениците на жилища. Защото през есента хиляди цветни бръмбари се тълпят в къщите, за да презимуват и да предизвикат отвращение или дори алергични реакции. Лозарите се страхуват от загуба на добив, защото насекомите попадат в кашата с гроздето и придават на виното неприятна нотка. И накрая, природозащитниците виждат местни калинки - все още има 78 различни вида - застрашени от внесените бръмбари. Проучване от Англия показва, че тази загриженост е оправдана. От 2006 г. популациите на двуточкови, седемточкови и шахматни калинки там намаляха значително в резултат на инвазията на арлекините.
Андреас Вилчинскас, първи автор на тока Наука-Изследването установява, че лошият имидж на азиатската калинка е професионално вдъхновяващ. Биологът оглавява Института по фитопатология и приложна зоология към Университета в Гисен и Harmonia axyridis му подхожда напълно: "Вид, който се разпространява по света, трябва да има най-добра имунна система. Среща нови патогени на всеки континент не може да се адаптира. Искаме да знаем как е оцеляла там. "
Прост експеримент показва високото ниво на защита на калинките на арлекините. Ако ги разклатите в стъклена тръба, те отделят неприятно миришещи капки кръв върху ставите на краката. Ако тези капчици след това се капнат върху слой от бактерии Е. coli, се образуват участъци без микроби. Те са в пъти по-големи, отколкото когато човек прави същия експеримент със секрецията на двуточкови или седемточкови бръмбари. Причината е антибактериално вещество, наречено хармонин, което колегите на Vilcinskas откриват във високи концентрации в бръмбарите. В лабораторията причинява смъртта на много микроорганизми. "Той има най-добър ефект срещу туберкулозни бактерии и патогени на малария", казва Йохен Виснер, който ръководи поредицата от тестове.
Beetle има двустепенна отбранителна система
Wiesner разработва лекарства против малария от 15 години и смята, че Хармонинът е интересен кандидат за нови терапевтични средства. Не е възможно директното използване на естественото вещество като лекарство. Тъй като в лабораторията, дори в ниски концентрации, той инхибира растежа на различни клетки от бозайници и насекоми. "За да се използва хармонинът като лекарствено вещество, първо трябва да се модифицира химически формата, намерена в бръмбара, по подходящ начин. Все още не разбираме механизма, чрез който веществото убива патогени", казва ученият.
Какви други вещества използва азиатската калинка, за да отблъсне враждебните микроби? За да разследва това, молекулярният биолог Хайко Фогел от Института по химическа екология Макс Планк в Йена инжектира смес от бактерии в кръвта на някои от насекомите. След това Фогел анализира всички биомолекули, прясно произведени от бръмбарите. "Открихме повече от 50 антибактериални пептиди в различни концентрации. Това е абсолютният рекорд в животинското царство", ентусиазира съавторът на настоящото проучване. По-нататъшни експерименти донесоха друга изненада: "Ако инжектираме бактерии в бръмбарите, активността на хармонина изчезва. Очевидно бръмбарите спират производството веднага щом произведат тези много защитни пептиди", подозира Фогел. Азиатската калинка има двустепенна имунна система: с високи дози хармонин, тя поддържа някаква широколентова бариера срещу всички възможни нападатели като предпазна мярка. Ако има реална заплаха, той ще премине към подходящия антибиотик.
Кръвта му е пълна с паразити
За да покажат това, биолозите извлекли паразитите в чист вид от кръвта на бръмбарите. Тогава изследователите убиха половината паразити с топлина. "Впоследствие успяхме да покажем, че само живите спори на Nosema са смъртоносни за седемте точки. Всички бръмбари, които заразихме с тях, бяха мъртви две седмици по-късно", казва Vilcinskas. Междувременно ученият е изследвал азиатски калинки от цял свят и знае, че кръвта на азиатските бръмбари от Новосибирск изглежда точно като тази на сътрудници от Париж или Гисен. По целия свят цялото население на Хармония е заразено с микроспоридия; те се намират във всеки един бръмбар, във всяка ларва, във всяко яйце. "Това е много интересна констатация. Не съм запознат със съпоставимо заразяване с микроспориди от други животни", каза Робърт Пакстън от университета в Хале за резултатите. Зоологът изследва паразитите на медоносните пчели; това включва и два други вида ноземи, които могат да унищожат цели народи.
Но ако всички арлекини имат микроспоридия в себе си, защо те сами не загиват от тях? „Очевидно по някакъв начин успяват да държат патогените под контрол“, казва изследователят на Макс Планк Фогел. - Предполагам, че е Хармонин. Ако предположението на Фогел се окаже вярно, това би могло да обясни защо бръмбарът винаги произвежда големи количества от това вещество. „Усилието би било оправдано, ако той може да го използва, за да задържи паразитите си встрани“, казва изследователят. "И ако понижи нивото на хармонин след бактериална атака, тогава може би антимикробните пептиди биха могли да свършат работа." Но това все още са хипотези. За да ги изпробват, Vogel и Vilcinskas искат да отглеждат бръмбари Harmonia, които не съдържат микроспоридии. Биолозите също се надяват да изяснят как паразитите се размножават в своя гостоприемник, за да преминат от едно поколение насекоми към следващото. Бръмбарът арлекин продължава да повдига нови въпроси. Но поне сега има отговор на това как натрапникът се справя с конкуренцията си: чрез биологична война.