Ученые расшифровали геном постельного клопа и нашли у него ряд уникальных адаптаций к эктопаразитизму. Среди них - гены, позволившие клопам выработать устойчивость к большинству современных инсектицидов.

Постельный клопОб этом говорится в статье американских специалистов из Университета Цинциннати, опубликованной в журнале Nature Communications.

Человечество соседствует с постельными клопами (Cimex lectularius) не менее 3000 лет, однако после Второй мировой войны благодаря обильному применению инсектицидов они были практически истреблены в развитых странах. Но в последние годы клопы вновь вернулись в дома людей - только в Австралии их численность выросла на 4500%, с аналогичной проблемой столкнулись и россияне.

Пытаясь разобраться с причинами этого нашествия, авторы работы полностью расшифровали геном постельного клопа. Несмотря на то, что он оказался на 25% короче, чем ожидалось, там нашлось сразу 58 копий генов, кодирующих ферменты класса P450, достаточно редко встречающиеся у других насекомых. Клопам же эти белки помогают справляться с популярным инсектицидом дельтаметрином.

Кроме того, у клопов были выявлены мутации в генах, кодирующих натриевые каналы нервной системы, на которые воздействуют многие инсектициды. Также ученые насчитали у них 30 генов, отвечающих за синтез карбоксилэстераз - ферментов, которые занимаются расщепление инсектицидов как в гемолимфе (крови) насекомого, так и в его кишечнике. Половина из этих генов собрана в одном участке генома, что указывает на многократное удвоение предкового гена.

Витамины и безопасный секс

По сравнению с другими кровососущими насекомыми, у постельных клопов оказалось рекордно мало генов, отвечающих за хеморецепцию - поскольку человек является единственной пищей клопов, то им не имеет смысла различать запахи других животных. Помимо прочего, генетики обнаружили у клопов гены, указывающие на тесный симбиоз с бактерий Wolbachia - она помогает им синтезировать витамин B, отсутствующий в человеческой крови.

Ученым удалось также выявить гены, связанные с особенностями сексуальной жизни клопов - у них наблюдается так называемое травматическое оплодотворение, когда самец прокалывает своими гениталиями брюшко самки и вводит свою сперму прямо ей в гемолимфу. Чтобы снизить повреждения при этом процессе, клопы обзавелись большим количеством генов, кодирующих белок резилин, отвечающий за эластичность стенок тела.

Источник: infox.ru

Группа чешских и американских биологов под руководством Варена Буса (Warren Booth) изучила генетический материал от 214 клопов из разных популяций и пришла к выводу, что на их примере можно наблюдать начало образования нового вида. Свое исследование они опубликовали в журнале Molecular Ecology.

Постельный клопПостельные клопы довольно редко попадают в поле зрения ученых. По крайней мере, в той части, которая не относится к тому, как быстрее избавиться от них. Однако, как показывает это исследование, клопы в каком-то смысле редкие паразиты. Растения-паразиты, способные жить на разных видах растений, довольно распространены, однако животные предпочитают иметь дело только с одним видом. Редким исключением из правил являются постельные клопы, которые живут не только у людей, но и среди колоний летучих мышей. При этом все они относятся к одному виду — Cimex lectularius.

Поскольку клопы, питающиеся летучими мышами, живут только в пещерах Европы, а клопы, питающиеся людьми, распространены повсеместно, то считается, что изначально они были паразитами летучих мышей. Однако потом, когда в тех же пещерах стали жить древние люди, часть клопов изменила образ жизни и приобрела новых хозяев. По прошествии времени они вместе с людьми распространились повсеместно.

Исследование группы Буса показало, что клопы — паразиты летучих мышей являются куда более неоднородной популяцией, чем клопы — паразиты людей. Вероятно, это подтверждает гипотезу о том, что задолго до появления человека клопы питались летучими мышами. Однако, указывают ученые, у человеческих клопов уже успели выработаться разные адаптации, которые позволяют им успешнее соседствовать с людьми. В частности, после массового применения ДУСТ в XX веке, появилась группа устойчивых к ядам насекомых. Именно поэтому, а также из-за запрета ДУСТ, почти уничтоженные в середине века назойливые кровопийцы в последние годы вновь заявили о себе. И возможно, говорит Бус, в отдаленной перспективе это приведет к образованию нового вида.

Источник: Научная Россия

Мы привыкли считать, что постельные клопы остались где-то в далёком прошлом: их проще встретить в произведениях русской литературы XIX века, чем в нашем времени. Между тем проблема клопов в последнее время становится всё более актуальной: эти паразиты напоминают о себе не с книжных страниц, а в самой что ни на есть реальности, причём не только в развивающихся, бедных странах, но и в развитых — например, в США.

Постельный клоп готовится закусить. (Фото Alex Wild.)Вот американские исследователи из Кентуккского университета и решили выяснить, в чём причина внезапного и растущего успеха постельных клопов. Самыми эффективными от этих паразитов считаются пиретроиды — синтетические аналоги природных инсектицидов пиретринов, которые содержатся в растениях рода пиретрум — например, в персидской ромашке. (С которой, в свою очередь, любитель русской литературы XIX века мог столкнуться в «Истории одного города», где это растение насаждалось среди населения именно как клопогонное средство.) Сейчас пиретроиды есть во всем известных «Москитолах» и «Фумитоксах». Новейшие поколения этих соединений сочетают высокую инсектицидную эффективность с почти полной безвредностью для других животных и человека, что и делает их столь популярными.

И вот эти самые пиретроиды нынче всё чаще оказываются бессильны против клопов. Чтобы узнать, в чём тут дело, исследователи сравнили гены клопов из двух десятков пиретроид-устойчивых популяций паразитов со всех концов США. Сравнивали их с представителями одной популяции из Лос-Анджелеса, которая пока не способна противостоять инсектициду. Собственно говоря, о причинах устойчивости можно было бы и так догадаться: появление неубиваемых насекомых по нынешним временам не такая уж новость. Как и у стойких к антибиотикам бактерий, тут всё сводится к генетическим мутациям, появлению новых вариантов генов и изменениям в активности уже имеющихся. Вопрос, однако, в том, что это за гены.

Как пишут исследователи в Scientific Reports, им удалось найти 14 генов, активность которых в устойчивых клопах значительно выше. Действие этих генов сосредоточено в экзоскелете и кутикуле насекомых: белки, кодируемые генами устойчивости, либо успевают обезвредить пиретроиды до того, как те начнут вредить клопам, либо вовсе запрещают ядам проникать сквозь покровы насекомых. Сами клопы не слишком мобильны, но творческий обмен генами между разными популяциями происходит благодаря человеку. Глобализация и инфраструктура позволяют контактировать клопам, разделённым тысячами и тысячами километров, которые они не преодолели бы без самолётов, поездов и склонности современного человека к путешествиям.

Это же объясняет и другой популяционно-генетический феномен из жизни клопов: бывает, что насекомые из разных районов одного города сильнее отличаются друг от друга по генам, чем популяции из разных городов. И это объяснимо: человек, живущий в центре Москвы, скорее прилетит «в гости» к клопам, живущим в центре Лондона, нежели наведается к тем, кто обитает в «примкадье».

В устойчивости клопов нет ничего необычного; удивительно лишь то, что у исследователей только сейчас дошли руки, чтобы выяснить генетические механизмы феномена. О том, сколько времени понадобилось паразитам, чтобы потерять чувствительность к инсектицидам, авторы работы не говорят, ибо не знают: возможно, отбор генов происходил сотню–другую лет, а может, для этого хватило пары десятилетий. А выход, по-видимому, тут один: продолжать совершенствовать инсектициды, повышая, к примеру, их способность проникать чрез кутикулу клопов.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА