Po druhé světové válce štěnice pustošily svět, ale v 50. letech 20. století byly téměř úplně vyhubeny insekticidem dichlordifenyltrichlorethanem (DDT). Tato chemikálie byla později zakázána. Od té doby se tento městský škůdce vrátil po celém světě a vyvinul si rezistenci vůči mnoha insekticidům používaným k jejich hubení.
Studie publikovaná v časopise Journal of Medical Entomology popisuje, jak výzkumný tým z Virginia Tech, vedený městským entomologem Warrenem Boothem, objevil genovou mutaci, která může vést k rezistenci vůči pesticidům.
Tato zjištění byla výsledkem studie, kterou Booth navrhl pro postgraduální studentku Camille Blockovou, aby si rozvíjela dovednosti v molekulárním výzkumu.
„Byla to čistě rybářská výprava,“ řekl Booth, docent městské entomologie na Joseph R. and Mary W. Wilson College of Agriculture and Life Sciences.
Booth, specialista na městské škůdce, již věděl o genové mutaci v nervových buňkách německých švábů a molic, která jim propůjčuje rezistenci vůči pesticidům. Booth navrhl, aby Brooke analyzovala jeden vzorek štěnic z každé ze 134 různých populací, které shromáždila severoamerická společnost na hubení škůdců v letech 2008 až 2022, a zjistila, zda nesou stejnou buněčnou mutaci. Výsledky ukázaly, že mutaci nesou dvě štěnice ze dvou různých populací.
„Tento (objev) byl ve skutečnosti učiněn na základě mých posledních 24 vzorků,“ řekl Block, který studuje entomologii a je členem Invasive Species Collaboration. „Nikdy předtím jsem se molekulární biologií nezabýval, takže osvojení si těchto dovedností je pro mě klíčové.“
Protože populace štěnic jsou geneticky velmi homogenní, především kvůli příbuzenskému křížení, obvykle stačí jeden vzorek z každé populace k reprezentaci celé skupiny. Aby však Booth ověřil, že Brock mutaci skutečně objevil, otestoval všechny vzorky z obou identifikovaných populací.
„Když jsme znovu otestovali několik jedinců v obou populacích, zjistili jsme, že všichni nesou tuto mutaci,“ řekl Booth. „Takže se stali nositeli těchto mutací a tyto mutace jsou stejné jako ty, které jsme našli u německých švábů.“
Prostřednictvím svého výzkumu německých švábů Booth zjistil, že jejich odolnost vůči pesticidům je způsobena genovými mutacemi v buňkách jejich nervového systému a že tyto mechanismy jsou závislé na prostředí.
„Existuje gen zvaný Rdl. Byl nalezen u mnoha dalších druhů škůdců a je spojován s rezistencí na insekticid dieldrin,“ řekl Booth, výzkumník z Fralin Institute of Life Sciences. „Tato mutace je přítomna u všech německých švábů. Překvapivě jsme nenašli jedinou populaci, která by tuto mutaci nenesla.“
Podle Bootha mají fipronil a dieldrin – oba insekticidy, u nichž se v laboratorních studiích prokázala jejich účinnost proti štěnicím – stejný mechanismus účinku, takže teoreticky by tato mutace mohla vést k rozvoji rezistence na oba léky. Dieldrin je zakázán od 90. let 20. století, ale fipronil se stále používá k lokální léčbě blech u psů a koček, nikoli k hubení štěnic.
Booth má podezření, že mnoho majitelů domácích mazlíčků, kteří používají fipronilové kapky k léčbě svých mazlíčků, dovolí svým kočkám a psům spát s nimi, čímž vystaví svou podestýlku zbytkům fipronilu. Pokud se štěnice dostanou do takového prostředí, mohou neúmyslně přijít do kontaktu s fipronilem a stát se predisponovanými k šíření této varianty v populaci.
„Nevíme, zda je tato mutace nová, zda se objevila později, během tohoto období, nebo zda byla v populaci přítomna již před 100 lety,“ řekl Booth.
Dalším krokem bude rozšíření hledání s cílem detekovat tyto mutace po celém světě, zejména v Evropě, a v muzejních exponátech z různých období, jelikož štěnice existují již více než milion let.
V listopadu 2024 se Booth Labs stala první laboratoří, které se podařilo úspěšně sekvenovat celý genom štěnice obecné.
„Toto je poprvé, co byl sekvenován genom tohoto hmyzu,“ řekl Booth. „Nyní, když máme sekvenci genomu, můžeme studovat tyto muzejní exempláře.“
Booth poznamenává, že problém s muzejní DNA spočívá v tom, že se velmi rychle rozkládá na malé fragmenty, ale vědci nyní mají šablony na úrovni chromozomů, které jim umožňují tyto fragmenty extrahovat a srovnat je s těmito chromozomy, aby se tak rekonstruovaly geny a genomy.
Booth poznamenává, že jeho laboratoř spolupracuje s firmami zabývajícími se hubením škůdců, takže jejich práce na sekvenování genů by jim mohla pomoci lépe pochopit globální šíření štěnic a způsoby, jak je vymýtit.
Brock si nyní zdokonalila své dovednosti v molekulární biologii a s nadšením pokračuje ve svém výzkumu evoluce měst.
„Miluji evoluci. Přijde mi velmi zajímavá,“ řekl Block. „Lidé cítí k těmto městským druhům velké pouto a myslím si, že je snazší vzbudit v lidech zájem o štěnice, protože se s nimi pravděpodobně setkali na vlastní oči.“
Lindsay Myers je postdoktorandskou výzkumnou pracovnicí na katedře entomologie a další členkou Boothovy výzkumné skupiny na Virginia Tech.
Virginia Tech, jakožto globální, veřejně financovaná univerzita, prokazuje svůj dopad prosazováním udržitelného rozvoje v našich komunitách, ve Virginii a po celém světě.
Čas zveřejnění: 12. prosince 2025