Znajdź zawartość

Chroniąc uprawy przed szkodnikami, stosujemy pestycydy. Te jednak szkodzą na dłuższą metę zarówno nam samym, jak i środowisku. Akumulują się w wodzie, glebie oraz tkankach żywych organizmów. Dlatego rolnictwo ekologiczne coraz częściej korzysta z pomocy bakterii i grzybów, a ostatnio nawet skorpionów. Raymond St. Leger, profesor entomologii z University of Maryland, wyhodował superzabójczy gatunek grzyba. Do genomu Metarhizium anisopliae wprowadził geny kodujące neurotoksynę AaIT. To składnik jadu jednego z najgroźniejszych dla ludzi gatunków skorpiona. Androctonus australis zamieszkuje Saharę (Nature Biotechnology). Oprócz genu kodującego toksynę, do DNA grzyba wprowadzono też gen kontrolny. Powoduje on, że trucizna jest wytwarzana wyłącznie w krwi insekta. Skorpiony dysponują toksynami doskonale dostosowanymi do zabijania owadów. Drapieżnik ten uśmierca, nakłuwając wcześniej ofiarę. Musieliśmy więc znaleźć sposób na wprowadzenie trucizny do organizmu bez skorpiona. Ze względu na naturalną zakaźność, grzyby są do tego celu idealne. Lądują na powłokach ciała owada i wbijają w nie strzępki (hyphae), dzięki czemu wrastają w tkanki. Gdyby zmusić grzyby do wprowadzania do organizmu ofiary toksyny, można by ją szybko zabić. Właśnie to się nam udało – wyjaśnia profesor St. Leger. Metarhizium anisopliae i gatunki pokrewne są już wykorzystywane, m.in. w Australii i Afryce, do zwalczania szkodników upraw (np. szarańczy) i komarów. Przed skojarzeniem z toksyną skorpiona były jednak mniej skuteczne od syntetycznych pestycydów. Problem polegał na tym, że potrzeba sporo zarodników grzyba, by zabić owada. Poza tym trwa to dosyć długo. Ludzie są co prawda rzadziej gryzieni, ale nie zmniejsza to liczby zachorowań na malarię czy gorączkę tropikalną. Należało więc wyhodować superzabójczego grzyba, który uśmierca błyskawicznie. Testy laboratoryjne wykazały, że w porównaniu do niezmodyfikowanej wersji, M. anisopliae uzyskany dzięki inżynierii genetycznej jest 9-krotnie skuteczniejszy w uśmiercaniu komarów, 22-krotnie w tępieniu gąsienic i 30-krotnie w eliminowaniu najgroźniejszego szkodnika kawy Hypothenemus hampei.

Populacja sępów w kenijskim Rezerwacie Narodowym Masai Mara zmniejszyła się o 60%. Wg naukowców z amerykańskiego Peregrine Fund, przyczyną są masowe otrucia, ponieważ miejscowi rolnicy faszerują martwe zwierzęta pestycydem sprzedawanym pod nazwą Furadan (Biological Conservation). Tego typu zabiegi mają podobno wpłynąć na polujące na bydło i kozy drapieżniki, ale przy okazji jedna padlina zabija nawet 150 sępów. Munir Virani z Fundacji apeluje o wprowadzenie zakazu stosowania Furadanu. Sępy są bowiem bardzo potrzebne w swoim środowisku. Oczyszczają okolicę z gnijących ścierw, np. podczas migracji gnu, przez co zapobiegają szerzeniu różnych chorób. Dbają też o obieg materii w ekosystemie. W latach 90. ubiegłego wieku doszło do tzw. azjatyckiego kryzysu sępiego. W ciągu paru lat trzy gatunki sępów znalazły się na skraju wyginięcia, ponieważ hodowcy podawali bydłu przeciwbólowy diklofenak. Jak się okazało, przynosił on ulgę krowom, ale zabijał ptaki. Ich niszę zajęły zajadające się mięsem psy, co doprowadziło do rozpowszechnienia wścieklizny. Teraz dr Virani obawia się podobnego przebiegu zdarzeń w Kenii. Już teraz przedstawiciele Peregrine Fund uważają, że Międzynarodowa Unia Ochrony Przyrody i Jej Zasobów powinna uznać sępa afrykańskiego (Gyps africanus), ścierwnika brunatnego (Necrosyrtes monachus) oraz sępa plamistego (Gyps rueppellii) za gatunki podatne na wyginięcie. W latach 2003-2005 zespół Viraniego prowadził zliczanie sępów. Potem wyniki porównano ze spisami z lat 80. XX w. To wtedy okazało się, że populacja zmniejszyła się o 60%. Corinne Kendall z Princeton University opowiada, że w ramach monitoringu na klatce piersiowej ptaków umieszczano nadajniki GPS. Trzymały się one dzięki pętlom zahaczanym o skrzydła. W pierwszym roku zabito nam 4 z 16 sępów, a w przypadku 3 ptaków potwierdzono otrucie. Na 16-elementowej próbie trudno stwierdzić, z jak bardzo typowym zjawiskiem mamy do czynienia, ale to wyjątkowo niepokojące. GPS pozwolił ustalić, że najwięcej sępów ginęło poza rezerwatem. Gdyby tam pozostały, nie otruto by ich. W oparciu o wskazania nadajników wydaje się, że sępy z Masai Mara mają bardzo duże terytoria – od 30000 do 80000 kilometrów kwadratowych w zależności od gatunku. Poza tym ptak może w ciągu dnia pokonać nawet 250 km. Oznacza to, że zatrucie sępów w Masai Mara ma wpływ nie tylko na populacje w różnych częściach Kenii, ale i w innych krajach Czarnego Lądu. Kendall podkreśla, że w ekosystemie Mara sępy zjadają 70% dostępnego mięsa. Żaden gatunek nie byłby więc w stanie ich zastąpić.

Choć jad skorpionów może niekiedy zabić człowieka, już niedługo jego składniki mogą posłużyć do produkcji skutecznego i bezpiecznego pestycydu. Wszystko dzięki dokładnej analizie białek zawartych w wydzielinie tych pajęczaków. Autorem pomysłu jest prof. Michael Gurevitz, badacz z Uniwersytetu w Tel Awiwie zajmujący się badaniem jadu skorpionów od dwudziestu lat. Efektem prac prowadzonych przez jego zespół w ostatnim czasie jest pełna lista białek zawartych w trującej wydzielinie skorpiona Leiurus quinquestriatus,a także ustalenie zakresu ich toksyczności oraz sekwencji kodujących je genów. Aby ułatwić sobie analizę toksyn, badacze przenieśli kodujące je geny do genomu bakterii, dzięki czemu możliwa stała się synteza tych protein w niemal dowolnej ilości. Tak pozyskane białka poddawano następnie testom na wielu gatunkach zwierząt. Po przeprowadzeniu serii eksperymentów naukowcy z Izraela zidentyfikowali kilka białek wykazujących wysoką szkodliwość dla owadów uznawanych za szkodniki, takich jak szarańcze, żywiące się liśćmi ćmy czy chrząszcze. Niektóre z nich okazały się jednocześnie całkowicie nieszkodliwe dla ssaków oraz owadów pożytecznych, takich jak pszczoły. Największym wyzwaniem, z jaki musi poradzić sobie teraz zespół prof. Gurevitza, jest opracowanie odpowiedniej postaci innowacyjnego pestycydu. Owad nie zatruje się nim bowiem przez połknięcie go, gdyż trujące białka podlegają rozkładowi przez enzymy trawienne. Konieczne jest więc stworzenie takiej formy środka, która będzie w stanie dotrzeć do krwiobiegu owadów i zaatakować układ nerwowy - główny cel toksyn zawartych w jadzie L. quinquestriatus.

Osoby cierpiące na chorobę Parkinsona znacznie częściej od innych posiadają w swojej krwi podwyższony poziom jednego z pestycydów - odkryli naukowcy z Uniwersytetu Teksańskiego. Odkrycie może pomóc w stworzeniu testów pozwalających na zidentyfikowanie osób zagrożonych tym schorzeniem. Do udziału w badaniu zaproszono 43 osoby zdrowe oraz pacjentów cierpiących na dwa schorzenia neurologiczne: chorobę Alzheimera (20 osób) oraz Parkinsona (50 pacjentów). Wiek ochotników mieścił się w zakresie od 50 do 89 lat. Jak wykazały testy krwi pobranej od osób z poszczególnych grup, różniły się one bardzo wyraźnie poziomem beta-heksachlorocykloheksanu (beta-HCH) - do niedawna jednego z częściej stosowanych pestycydów. Jak się okazało, wykrywalną ilość tej substancji stwierdzono aż u 76% osób cierpiących na parkinsonizm. Dla porównania, związek ten wykryto u 40% osób zdrowych oraz u zaledwie 30% pacjentów cierpiących na chorobę Alzheimera. Od długiego czasu podejrzewa się istnienie związku pomiędzy używaniem pestycyów oraz chorobą Parkinsona, lecz nigdy [nie stwierdzono związku] z pojedynczym pestycydem, podsumowuje istotę odkrycia dr Dwight German, jeden z autorów studium. Jak podkreśla, zidentyfikowanie pojedynczej substancji tak silnie powiązanej z parkinsonizmem przyśpieszy prace stworzeniem testów przesiewowych pozwalających na wytypowanie osób z grupy ryzyka. Dotychczas nie ustalono, jaki miałby być domniemany udział beta-HCH w rozwoju choroby Parkinsona. Bez wątpienia jednak odkrycie statystycznej zależności pomiędzy obecnością tego związku we krwi oraz prawdopodobieństwem zachorowania stanowi dobry punkt wyjścia do dalszych badań.