Два чрезвычайно опасных вредителя сельскохозяйственных культур скрестились, образовав гибриды, устойчивые к нескольким пестицидам, что может вызвать серьезные проблемы во многих странах.
Личинка кукурузной совки (Helicoverpa zea) питается хлопчатником. Дебра Фергюсон/Design Pics Editorial/Universal Images Group via Getty Images
Два «мегавредителя», уже представляющие серьезную проблему для фермеров во всем мире, хлопковая совка и кукурузная совка, скрестились в Бразилии и обменялись генами, обеспечивающими устойчивость к пестицидам. Эволюция гибридных штаммов может опустошить посевы сои и других культур в Бразилии и по всему миру, если их не удастся контролировать, что поставит под угрозу глобальную продовольственную безопасность.
«Это может стать огромной проблемой», — говорит Крис Джиггинс из Кембриджского университета.
В частности, многие страны импортируют сою из Бразилии для пропитания людей и животных. «Это, по сути, обеспечивает продовольствием весь мир», — говорит Джиггинс.
Более 90 процентов сои, выращиваемой в Бразилии, — это генетически модифицированная Bt-соя, содержащая встроенный пестицид. Если урожайность снизится из-за развития устойчивости вредителей, это приведет к дальнейшему росту цен на многие продукты питания. Это также может привести к увеличению вырубки лесов и выбросов парниковых газов, поскольку фермеры будут компенсировать это, расчищая больше сельскохозяйственных земель.
Кукурузная совка (Helicoverpa zea) — это моль, родом из Америки, гусеницы которой поедают большинство частей растений. Она особенно вредна для кукурузы, но также питается многими другими растениями, включая помидоры, картофель, огурцы и баклажаны.
В Бразилии Helicoverpa zea не представляла серьезной проблемы для фермеров, выращивающих сою, поскольку обычно не питается этой культурой. Но затем, в 2013 году, в Бразилии была обнаружена хлопковая совка (Helicoverpa armigera). H. armigera — родственник H. zea, широко распространенный по всей Евразии. Эти два вида моли были названы мегавредителями, поскольку наносят очень большой ущерб и с ними трудно бороться.
«Это довольно необычные вредители, поэтому я думаю, что это оправдано», — говорит Джиггинс. «Контролировать перемещение моли практически невозможно. Они перемещаются на очень большие расстояния».
H. armigera также питается широким спектром растений и, в отличие от H. zea, хорошо себя чувствует на сое, поэтому, когда она попала в Бразилию, это создало огромные проблемы для фермеров. «Бразильскому сельскому хозяйству это обошлось в миллиарды долларов», — говорит Джиггинс.
Эта проблема была в значительной степени решена благодаря внедрению сои Bt, генетически модифицированной для производства белка, вырабатываемого почвенной бактерией Bacillus thuringiensis, который токсичен для большинства насекомых.
Ранее считалось, что H. armigera и H. zea не могут скрещиваться, но в 2018 году генетический анализ выявил несколько гибридов между этими видами. Джиггинс и его коллеги проанализировали геномы почти 1000 бабочек, собранных в Бразилии за последнее десятилетие.
Они обнаружили, что треть H. armigera теперь несут гены, обеспечивающие устойчивость к токсину Bt, — и эти гены они получили от H. zea. Кукуруза Bt была впервые завезена в Северную Америку в 1990-х годах, где некоторые штаммы H. zea выработали устойчивость. Эти гены устойчивости, по-видимому, распространились в Южную Америку и теперь перешли от одного вида к другому. Пока что гибриды H. armigera не представляют серьезной проблемы, говорит Джиггинс, но это может измениться по мере распространения устойчивости.
Передача генов произошла в обе стороны – почти все особи H. zea в Бразилии теперь обладают геном, обеспечивающим устойчивость к классу инсектицидов, называемых пиретроидами, который был приобретен у H. armigera. «Мы просто поражены тем, как быстро это произошло», – говорит Джиггинс.
«В условиях глобальной взаимосвязи и изменения климата, снижающих барьеры для расширения ареалов видов, такие мегавредители, вероятно, будут становиться все более серьезной глобальной проблемой, как и растущие темпы биологических инвазий в целом», — говорит Анджела Макгаугран из Университета Вайкато в Новой Зеландии.
Фермерам рекомендуется высаживать не-Bt культуры рядом с Bt-культурами, чтобы создать убежища, замедляющие распространение устойчивых вредителей. Однако во многих странах эти рекомендации не соблюдаются.
Растительные компании внедряют новые сорта Bt-культур, которые производят два, три или даже пять различных Bt-белков для борьбы с устойчивостью. «Но вывод таких новых продуктов на рынок — дорогостоящий и медленный процесс, поэтому лучше всего поддерживать эффективность существующих Bt-белков с помощью методов управления устойчивостью, включая создание убежищ от воздействия Bt-культур», — говорит Брюс Табашник из Университета Аризоны.
Хотя гибридизация может способствовать распространению устойчивости, Табашник говорит, что главная проблема заключается в эволюции внутри вида. В Китае, по его словам, штаммы H. armigera независимо друг от друга выработали устойчивость к исходному Bt-токсину.
bioRxiv DOI: 10.64898/2025.12.25.696198
Источник: www.newscientist.com
