Супермухи. Удивительные истории из жизни самых успешных в мире насекомых - Джонатан Бэлкомб

освободившуюся нишу переносчика малярии. Более того, известно, что ни хищники, ни опыляемые растения не полагаются на один вид комаров, поэтому хищники могут переключаться с одного вида на другой. Наконец, даже если бы генный драйв угрожал привести к вымиранию целевого комара, ученые полагают, что они могли бы «спасти» вид, изменив его геном. При внедрении любого метода генного драйва рекомендуется анализ затрат и выгод с учетом целевых видов, экосистемы и характера рассматриваемых изменений[447].

Огромные страдания и бесчисленные смерти, вызванные малярией и другими болезнями, переносимыми комарами, указывают на то, что люди готовы пойти на риск. К сентябрю 2015 года Фонд Билла и Мелинды Гейтс выделил 75 млн долларов на проект Имперского колледжа Лондона, в рамках которого по борьбе с малярией исследователи создали генный драйв для подавления лабораторных популяций A. gambiae, наиболее важного переносчика малярии в странах Африки к югу от Сахары[448].

Успех или неудача новых генетических методов в большей степени зависят от природы, чем от нас самих. Высокий репродуктивный потенциал и короткая продолжительность жизни насекомых делают их грозными противниками любой тактики, которую можно было бы против них применить. Эволюция борется своими методами[449], которые препятствуют движению генов, включая генетические вариации в естественных популяциях, эволюционную устойчивость через мутации, отобранные под действием генного драйва, или неслучайные модели размножения. Эксперименты на нескольких видах насекомых показали[450], что появляется устойчивость к генным драйвам, а также начинает преобладать естественная генетическая изменчивость, которая мешает механизму CRISPR распространять гены по популяциям, как предполагали ученые.

Резистентность к химическим веществам

Неудивительно, что в поисках методов борьбы с болезнями, переносимыми комарами, исследуются генетические методы, поскольку история применения инсектицидов связана с развитием резистентности у целевого насекомого. Нигде это не проявляется так ярко, как на примере усилий по защите от малярии.

В 1961 году число случаев заболевания малярией в Индии сократилось менее чем до 150 000 по сравнению с 75 млн в начале 1950-х годов, при этом в год умирало 800 000 человек. Но мероприятия по распространению ДДТ – только представьте себе, что за год на страну вылили 27 млн килограммов инсектицида, – привели к резистентности к этому веществу. Малярия вернулась. В 1976 году Индия пережила крупную эпидемию, за которую было зарегистрировано примерно 25 млн случаев заболевания. В Индонезии случаи заболевания малярией увеличились в четыре раза в период с 1965 по 1968 год. К тому времени ВОЗ официально признала неспособность искоренить это заболевание. К началу 1990-х годов по меньшей мере 100 видов комаров и других переносчиков болезней выработали устойчивость к различным инсектицидам[451]. А поскольку пораженный паразит был более устойчив, чем его предшественники, новые инфекции были особенно опасны[452]. В 2000 году 10 % населения земного шара страдало от малярии[453].

Противомалярийные препараты демонстрируют аналогичную картину. Хинин, впервые использованный для борьбы с этой болезнью в Риме в начале XVII века, перестал работать к концу 1940-х годов, и его заменили хлорохином. К 1960-м годам хлорохин сделался бесполезен в большинстве стран Юго-Восточной Азии, Южной Америки, Индии и Африки. Устойчивость к его предшественнику, мефлохину, была подтверждена всего лишь через год после коммерческого выпуска препарата в 1975 году[454].

По данным Брюса Табашника из Университета Аризоны[455], общая устойчивость к пестицидам выросла на 61 % в период с 2000 по 2010 год. В отчете ВОЗ за 2010–2016 годы сказано[456], что устойчивость к четырем обычно используемым классам инсектицидов – пиретроидам, хлорорганическим соединениям, карбаматам и фосфорорганическим соединениям – характерна для всех основных переносчиков малярии в Африке, Северной и Южной Америке, Юго-Восточной Азии, Восточном Средиземноморье и западной части Тихого океана. В 2016 году провели клиническое испытание долгожданной вакцины против малярии Mosquirix[457]; в нем участвовали 447 африканских детей в возрасте от 5 до 17 месяцев, но результаты оказались неутешительными. Общая эффективность за семь лет наблюдения составила 4,4 %[458], снизившись ближе к нулю на четвертый год, с возможными последующими конечными негативными последствиями. Однако в более крупном исследовании, опубликованном в 2015 году[459], в котором приняли участие 15 459 младенцев и детей раннего возраста в семи африканских странах, Mosquirix сократил число случаев клинической малярии на 39 %. На основе имеющихся на сегодняшний день фактических данных ВОЗ и других медицинских учреждений считается, что преимущества Mosquirix перевешивают риски побочных реакций, таких как менингит и судорожные припадки.

В течение этого периода один класс инсектицидов, пиретроидов – группа искусственных пестицидов, подобных природному пестициду пиретруму, вырабатываемому цветками хризантемы, – доминировала в усилиях по борьбе с переносчиками болезней. Отсюда могут возникнуть проблемы, поскольку история борьбы с комарами-переносчиками болезней показывает, как опасно использовать один класс инсектицидов. Если продолжать атаковать организм – особенно многочисленное, быстро размножающееся насекомое – одним и тем же оружием, почти неизбежно появится резистентность к нему. И действительно, в последние годы наблюдается тревожный рост популяции комаров, устойчивых к пиретрину[460].

Иногда самые надежные методы – самые простые[461]. Обработанные инсектицидом противомоскитные сетки ограничивают воздействие и тяжесть заболевания за счет меньшего количества укусов. В период с 2000 по 2016 год число случаев заболевания малярией во всем мире сократилось на 40 %, это примерно на 663 млн случаев меньше. Более двух третей данного снижения заболеваемости[462] объясняется использованием противомоскитных сеток, обработанных инсектицидом длительного действия, а еще 19 % приходится на опрыскивание стен внутри помещений.

Я беседовал с биологом Присциллой Тамиозо, работающей в Программе борьбы с лихорадкой денге в южном бразильском городе Флорианополис. Она подчеркнула важность простых практических мер. В удаленных южных регионах угроза малярии уступает место лихорадке денге и вирусам Зика и чикунгунье.

«Мы сосредоточены на просвещении и образовании, – сказала Тамиозо. – Мы посещаем разные районы в поисках резервуаров размножения комаров. Кроме того, встречаемся с жителями, чтобы объяснить им важность сокращения подобных водохранилищ. На юге Бразилии выпадает много осадков, поэтому, например, важно просверлить отверстия в брошенных автомобильных шинах или заполнить их чем-то».

Как и в случае с развитой резистентностью к инсектицидам, чем эффективнее защита, тем более последовательной будет контратака. Некоторые виды комаров приспосабливаются к противомоскитным сеткам[463], становясь устойчивыми к пиретроидным пестицидам, которыми их пропитывают, и меняя свой режим питания с ночного на дневной.

Лихорадка денге – опасное вирусное заболевание[464], переносимое насекомыми, в тропиках и субтропиках, снова начинает активно распространяться. До 1970 года тяжелые вспышки лихорадки имели место только в девяти странах[465]; сегодня, по данным ВОЗ, это заболевание распространено уже в сотне стран. В октябре 2019 года данная, обычно легкая, но иногда смертельная, лихорадка поразила Непал, страну, ранее считавшуюся слишком холодной, чтобы были причины беспокоиться об этой болезни. В течение двух месяцев по меньшей мере 9000