Ученые долгое время не могли понять феноменальную живучесть этого насекомого.
Ведь бороться с ним начали еще 150 лет назад. В 1860-х годах, фермеры американского Среднего Запада начали уничтожать этих жуков, распыляя вещество под названием «Парижский зеленый», содержащую арсенат меди. Сначала это помогало, но вскоре насекомые почти перестали на него реагировать. Позже это произошло с ДДТ ртути и дильдрином, а также более пятидесятью другими пестицидами.
Поначалу любое новое химическое вещество убивает много жуков, но этот эффект не долгий. Жуки вырабатывают противоядие, обычно в течение нескольких лет.
Ученые плохо понимали, как это у него получается. Текущая эволюционная теория, сфокусированная на ДНК, не могла объяснить столь быстрое развитие устойчивости к пестицидам. Хотя у жуков много генетических вариаций, новые мутации ДНК, не обнаруживаются достаточно часто, чтобы позволить им развивать устойчивость ко многим типам пестицидов так быстро — снова и снова.
И вот недавнее исследование значительно пролило свет на живучесть колорадских жуков.
Группа исследователей, возглавляемая профессором Иоландой Чен из Университета Вермонта, показала, что даже небольшие дозы неоникотиноидного пестицида, имидаклоприда, могут изменить то, как жук управляет своей ДНК. Новое исследование предполагает, что для защиты от пестицидов жуку, возможно, не нужно менять свой основной генетический код. Насекомые реагируют иначе, они включают или выключают определенные гены в процессе, называемом «метилированием ДНК». Это позволяет жукам быстро активизировать биологические защитные механизмы — возможно, перегружая уже существующие гены, которые помогают переносить широкий спектр токсинов, обнаруженных в растениях картофеля.
Эта же способность позволяет им есть растения, которые используют собственную химическую защиту от жуков. Это более эффективно, чем полагаться на тяжелый эволюционный процесс случайных мутаций.
Самое главное, новое исследование показывает, что эти изменения, вызванные даже небольшими дозами пестицида, могут передаваться потомкам как минимум через два поколения. «Мы обнаружили такие же паттерны метилирования ДНК у поколения внуков. Это было удивительно, потому что они не подвергались воздействию инсектицида», — говорит Чен.
Исследование было опубликовано в декабрьском выпуске журнала Evolutionary Applications .