stringtranslate.com

Метод стерильных насекомых

Мясная муха стала первым вредителем, успешно уничтоженным на определенной территории с помощью метода стерильных насекомых, в результате применения комплексного подхода на всей территории.

Метод стерильных насекомых ( SIT ) [1] [2] — это метод биологического контроля насекомых , при котором подавляющее количество стерильных насекомых выпускается в дикую природу. Выпускаемые насекомые предпочтительно являются самцами , так как это более экономически эффективно , а самки в некоторых ситуациях могут наносить ущерб, откладывая яйца в культуре или, в случае комаров , брать кровь у людей. Стерильные самцы конкурируют с фертильными самцами за спаривание с самками. Самки, спаривающиеся со стерильным самцом, не производят потомства, тем самым сокращая популяцию следующего поколения . Стерильные насекомые не самовоспроизводятся и, следовательно, не могут закрепиться в окружающей среде. Повторный выпуск стерильных самцов в условиях низкой плотности популяции может дополнительно сократить, а в случаях изоляции устранить популяции вредителей, хотя экономически эффективный контроль с плотными целевыми популяциями подвергается подавлению популяции до выпуска стерильных самцов.

Метод успешно использовался для уничтожения мясной мухи ( Cochliomyia hominivorax ) в Северной и Центральной Америке. Много успехов было достигнуто в борьбе с вредителями плодовых мух , в частности, средиземноморской плодовой мухой ( Ceratitis capitata ) и мексиканской плодовой мухой ( Anastrepha ludens ). Ведутся активные исследования для определения эффективности этого метода в борьбе с плодовой мухой Квинсленда ( Bactrocera tryoni ) .

Стерилизация вызывается воздействием рентгеновского фотонного облучения на репродуктивные клетки насекомых. SIT не подразумевает выпуск насекомых, измененных с помощью трансгенных (генно-инженерных) процессов. [3] Более того, SIT не вводит неместные виды в экосистему.

История

Использование стерильных самцов было впервые описано русским генетиком А. С. Серебровским в 1940 году [4], но англоязычный мир придумал эту идею независимо [ требуется цитата ] и применил ее на практике около 1950-х годов. Рэймонд Бушленд и Эдвард Книплинг разработали SIT для устранения мясных личинок, охотящихся на теплокровных животных, особенно крупный рогатый скот; это было эффективно, потому что самки мясных личинок спариваются только один раз. Личинки этих мух проникают в открытые раны и поедают плоть животных, убивая зараженный скот в течение 10 дней. В 1950-х годах мясные личинки наносили ежегодный ущерб американским мясным и молочным поставкам, который прогнозировался на сумму более 200 миллионов долларов. Личинки мясных личинок также могут паразитировать на человеческой плоти.

Энтомолог Эдвард Ф. Книплинг

Бушленд и Книплинг начали искать альтернативу химическим пестицидам в конце 1930-х годов, когда они работали в лаборатории Министерства сельского хозяйства США в Менарде, штат Техас . В то время мясная муха уничтожала стада скота по всему американскому Югу. Поставки красного мяса и молочных продуктов пострадали по всей Мексике, Центральной и Южной Америке.

Книплинг разработал теорию самообезвреживающего контроля – прерывания репродуктивного цикла вредителя. Энтузиазм Бушленда по поводу теории Книплинга побудил пару искать способ выращивания мух в «заводских» условиях и найти эффективный способ стерилизации мух.

Их работа была прервана Второй мировой войной , но они возобновили свои усилия в начале 1950-х годов с успешными испытаниями на популяции мясной мухи острова Санибел , Флорида . Метод стерильных насекомых сработал; почти полное искоренение было достигнуто с помощью стерилизованных рентгеновским излучением мух.

Успехи

На карте показаны современный (оранжевый) и бывший (желтый) ареал распространения, а также приблизительное сезонное распространение мясной мухи .

В 1954 году эта технология была использована для уничтожения мясных личинок на острове Кюрасао площадью 176 квадратных миль (460 км 2 ) у побережья Венесуэлы . Мясные личинки были уничтожены за семь недель, что спасло стада домашних коз , которые были источником мяса и молока.

В конце 1950-х и в 1970-е годы SIT использовался для контроля популяции мясной мухи в США. В 1980-х годах Мексика и Белиз устранили свои проблемы с мясной мухой с помощью SIT. Программы по искоренению распространялись по всей Центральной Америке в 1990-х годах, после чего в Панаме был установлен биологический барьер для предотвращения повторного заражения с юга. На карте показаны нынешняя и бывшая области распространения и приблизительное сезонное распространение мясной мухи .

В 1991 году метод Книплинга и Бушленда остановил серьезную вспышку личинок мясной мухи Нового Света в Северной Африке. Программы по борьбе со средиземноморской плодовой мухой в Мексике, Флориде и Калифорнии используют SIT для поддержания статуса территорий, свободных от мух. Этот метод использовался для уничтожения дынной мухи на Окинаве и в борьбе с мухой цеце в Африке.

Метод подавил насекомых, угрожающих скоту, фруктам, овощам и волокнистым культурам. Метод получил высокую оценку за его экологические свойства: он не оставляет остатков и не оказывает (прямого) негативного воздействия на нецелевые виды.

Эта техника стала благом в деле защиты сельскохозяйственных продуктов, чтобы прокормить население мира. И Бушленд, и Книплинг получили всемирное признание за свое лидерство и научные достижения, включая Всемирную продовольственную премию 1992 года . [5] Эта техника была воспринята бывшим министром сельского хозяйства США Орвиллом Фрименом как «величайшее энтомологическое достижение 20-го века».

С 2016 года Южная Австралия производит десятки миллионов стерильных плодовых мух в неделю в пиковые летние месяцы в рамках программы по контролю и окончательному искоренению вредителей садоводства . [6]

африканский трипаносомоз

Сонная болезнь или африканский трипаносомоз — паразитарное заболевание человека. Вызывается простейшими рода Trypanosoma и передается мухой цеце. Болезнь эндемична в регионах Африки к югу от Сахары , охватывая около 36 стран и 60 миллионов человек. По оценкам, ежегодно ею заражаются от 50 000 до 70 000 человек, и около 40 000 умирают. Три последние эпидемии произошли в 1896–1906, 1920 и 1970 годах.

Исследования мухи цеце показывают, что самки обычно спариваются только один раз (иногда дважды). Исследования показали, что этот процесс эффективен в предотвращении этого бедствия.

Успешные программы

Цели

История трансграничной перевозки стерильных насекомых

Трансграничная перевозка стерильных насекомых осуществляется на постоянной основе в течение 60 лет (с 1963 года). Общее количество стерильных насекомых, отправленных через границы, оценивается в более чем один триллион в тысячах поставок через границы в 23 страны-получателя с 50 фабрик стерильных насекомых в 25 странах. За этот длительный период и множество прецедентов не было выявлено никаких проблем, связанных с возможными опасностями, и, таким образом, перевозка стерильных насекомых никогда не подвергалась каким-либо регулирующим действиям. Таблица показывает историю трансграничных перевозок, которая началась в 1963 году с поставок стерильной мексиканской плодовой мухи ( Anastrepha ludens , Loew) из Монтеррея, Мексика, в Техас, США. [23]

Недостатки

Заключение и перспективы

Биотехнологические подходы, основанные на генетически модифицированных организмах ( трансгенных организмах), все еще находятся в стадии разработки. Однако, поскольку не существует правовой базы для разрешения выпуска таких организмов в природу, [27] [28] стерилизация облучением остается наиболее используемым методом. Совещание состоялось в штаб-квартире ФАО в Риме с 8 по 12 апреля 2002 года по теме «Оценка статуса и риска использования трансгенных членистоногих в защите растений». Результаты [29] совещания были использованы Североамериканской организацией по защите растений (НАППО) для разработки Регионального стандарта НАППО № 27 [30] «Руководящие принципы импорта и выпуска трансгенных членистоногих в ограниченных полевых условиях», который может стать основой для рационального развития использования трансгенных членистоногих.

Экономические выгоды

Были продемонстрированы экономические выгоды. Прямые выгоды от искоренения мясной мухи для животноводческой отрасли Северной и Центральной Америки оцениваются более чем в 1,5 млрд долларов США в год по сравнению с инвестициями в течение полувека в размере около 1 млрд долларов США. Мексика защищает рынок экспорта фруктов и овощей стоимостью более 3 млрд долларов США в год посредством ежегодных инвестиций около 25 млн долларов США. Статус страны, свободной от средиземноморской мухи, по оценкам, открыл рынки для экспорта фруктов из Чили стоимостью до 500 млн долларов США. При внедрении на общерегиональной основе и масштабном процессе выращивания, SIT является экономически конкурентоспособным с традиционным контролем, в дополнение к его экологическим преимуществам. [31]

Схожие методы в растениях

Аналогичный метод SIT недавно был применен к сорнякам с использованием облученной пыльцы [32] , что привело к деформированным семенам, которые не прорастают. [33]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Dyck, VA; Hendrichs, J.; Robinson, AS, ред. (2021). Метод стерильных насекомых: принципы и практика комплексной борьбы с вредителями на всей территории (2-е изд.). Boca Raton, FL: CRC Press. doi : 10.1201/9781003035572. hdl : 10044/1/86496. ISBN 9781003035572. S2CID  265757752.
  2. ^ Vreysen, MJB, Robinson, AS, и Hendrichs, J. (2007). «Борьба с насекомыми-вредителями на всей территории: от исследований до внедрения в полевых условиях». стр. 789 Springer, Дордрехт, Нидерланды
  3. ^ (на французском языке) Луиджи Д'Андреа, «Des насекомые трансгенные против лихорадки денге. Sous quel contrôle et avec Quels Опасности?», Stop OGM infos , нет. 52, 2013.
  4. ^ Серебровский, А.С. (1940). «[О возможности нового метода борьбы с вредными насекомыми]». Зоол. ж . 19 : 618–630.
  5. ^ globalreach.com, Global Reach Internet Productions, LLC-Эймс, Айова-. "1992: Книплинг и Бушленд - Всемирная продовольственная премия - Улучшение качества, количества и доступности продовольствия в мире". www.worldfoodprize.org .{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  6. ^ "Порт-Огаста производит 40 миллионов стерильных плодовых мух в неделю для борьбы со вспышками в Риверленде". ABC News . 2023-11-03 . Получено 2023-11-03 .
  7. ^ «Метод стерильных насекомых для уничтожения мясной мухи (Diptera: Calliphoridae) на всей территории» (PDF) .
  8. ^ "Муха цеце уничтожена на острове Занзибар". ФАО ООН ( Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций) . 22 мая 1998 г. Получено 24 октября 2021 г.
  9. ^ "Сенегал празднует первую победу над искоренением мухи цеце". ФАО ООН ( Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций) . Дакар/Рим/Вена. 10 января 2014 г.
  10. ^ «Проект по ликвидации мухи цеце в Сенегале получил награду за лучшую практику устойчивого развития». МАГАТЭ . 23 июля 2015 г. Получено 16 ноября 2021 г.
  11. ^ "OKSIR Программа выпуска стерильных насекомых (SIR) представляет собой экологически безопасный подход к управлению популяцией яблонной плодожорки в долинах Оканаган, Симилкамин и Шусвап". www.oksir.org .
  12. ^ Метод стерильных насекомых: пример применения к дынной мухе Bactrocera cucurbitae. (дата обращения: 13 декабря 2016 г.)
  13. ^ «Страницы сайта — по умолчанию».
  14. ^ Химуро, Тихиро; Кохама, Цуго; Мацуяма, Такаши; Садояма, Ясуцунэ; Кавамура, Футоши; Хонма, Ацуши; Икегава, Юсуке; Харагути, Дай (12 мая 2022 г.). Пападопулос, Никос Т. (ред.). «Первый случай успешного уничтожения бататного долгоносика Cylas formicarius (Fabricius) с использованием метода стерильных насекомых». ПЛОС ОДИН . 17 (5): e0267728. Бибкод : 2022PLoSO..1767728H. дои : 10.1371/journal.pone.0267728 . ISSN  1932-6203. ПМК 9098069 . PMID  35551267. 
  15. ^ Икегава, Юсуке; Кавамура, Футоши; Садояма, Ясуцунэ; Киндзё, Кунио; Харагути, Дай; Хонма, Ацуши; Химуро, Тихиро; Мацуяма, Такаши (апрель 2022 г.). «Искоренение бататного долгоносика Cylas formicarius на острове Цукен, Окинава, Япония, в условиях временного нашествия самцов». Журнал прикладной энтомологии . 146 (7): 850–859. дои : 10.1111/jen.13004. ISSN  0931-2048. S2CID  247909671.
  16. ^ "Журнал о малярии". Журнал о малярии .
  17. ^ ab Mamai, Wadaka; Maiga, Hamidou; Somda, Nanwintoum Séverin Bimbilé; Wallner, Thomas; Konczal, Anna; Yamada, Hanano; Bouyer, Jérémy (2020). "Развитие личинок и производство куколок Aedes aegypti в стойле для массового выращивания ФАО/МАГАТЭ и факторы, влияющие на эффективность сортировки по полу". Parasite . 27 : 43. doi : 10.1051/parasite/2020041 . ISSN  1776-1042. PMC 7301634 . PMID  32553098.  Значок открытого доступа
  18. ^ «Генетически модифицированный шлепок».
  19. ^ Чен, Линь Х.; Хамер, Дэвидсон Х. (2016). «Вирус Зика: быстрое распространение в Западном полушарии». Annals of Internal Medicine . 164 (9): 613–5. doi : 10.7326/M16-0150 . ISSN  0003-4819. PMID  26832396.
  20. ^ «Техника стерильных насекомых, борьба с насекомыми-вредителями — NAFA». www-naweb.iaea.org .
  21. ^ "DIR-SIT - Всемирный справочник объектов SIT (DIR-SIT)". nucleus.iaea.org .
  22. ^ "IDIDAS - Международная база данных по дезинсекции и стерилизации насекомых (IDIDAS)". nucleus.iaea.org .
  23. ^ Более подробную информацию можно найти на странице Упаковка, Доставка, Хранение и Выпуск стерильных насекомых.
  24. ^ «Руководство ФАО/МАГАТЭ/USDA по контролю качества продукции и процедурам транспортировки стерильных плодовых мух-тефритид, массово разводимых, руководства и протоколы, борьба с насекомыми-вредителями — NAFA». www-naweb.iaea.org .
  25. ^ "ФАО/МАГАТЭ. 2006. Стандартные операционные процедуры ФАО/МАГАТЭ по массовому разведению мухи цеце, версия 1.0. Международное агентство по атомной энергии, Вена, Австрия. 239 стр." (PDF) .
  26. ^ Мамаи, Вадака; Бимбиле Сомда, Нанвинтум Северин; Майга, Хамиду; Кончал, Анна; Валлнер, Томас; Бахум, Маме Тьерно; Ямада, Ханано; Буйе, Жереми (2019). «Порошок личинок черной львинки (Hermetia illucens) в качестве ингредиента рациона личинок для массового разведения комаров Aedes». Паразит . 26 : 57. doi : 10.1051/parasite/2019059 . ISSN  1776-1042. ПМК 6752115 . ПМИД  31535969.  Значок открытого доступа
  27. ^ Knols BG и Louis C. 2005. Bridging laboratory and field research for genetic control of disease vectors. В трудах совместного семинара ВОЗ/TDR, NIAID, IAEA и Frontis по bridging laboratory and field research for genetic control of disease vectors, Найроби, Кения, 14–16 июля 2004 г., Вагенинген. Frontis
  28. ^ Скотт, TW; Таккен, W; Нолс, BG; Боэте, C (2002). «Экология генетически модифицированных комаров». Science . 298 (5591): 117–119. Bibcode :2002Sci...298..117S. doi :10.1126/science.298.5591.117. PMID  12364785.
  29. ^ Состояние и оценка риска использования трансгенных членистоногих в защите растений (PDF) . 2002. Получено 17 сентября 2016 г.
  30. ^ "NAPPO Regional Standard No. 27" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 20 августа 2008 г.
  31. ^ Хендрикс, Хорхе и Алан Робинсон. 2009. Метод стерильных насекомых. В Encyclopedia of Insects , под ред. Винсента Х. Реша и Ринга Т. Карде. С. 953–957. Второе издание. Лондон, Оксфорд, Бостон, Нью-Йорк и Сан-Диего: Academic Press, Elsevier Science Publisher.
  32. ^ США Ожидает рассмотрения US20190208790A1, Эфрат Лидор-Нили и Орли Нойвирт-Брик, «Составы, наборы и методы борьбы с сорняками», опубликовано 11 июля 2019 г., передано Weedout Ltd. 
  33. ^ מורן, מירב (30 декабря 2020 г.). "בלי כימיקלים: שתי מדעניות הגו רעיון פשוט ומהפכני לחיסול עשבים שוטי ם". הארץ (на иврите) . Проверено 05 января 2021 г.

Внешние ссылки