Исследование ученых Университета штата Северная Каролина, США, показывает, что смесь кукурузы, вырабатывающей токсин Bt, предназначенный для уничтожения вредителей, и небольшого процента кукурузы, не содержащей токсина, может всего за одно поколение жизненного цикла кардинально изменить форму крыльев моли кукурузной американской совки, сделав их более аэродинамическими, что увеличит способность моли летать на большие расстояния.
«Крылья моли американской кукурузной совки, питавшейся смесью токсичной и нетоксичной кукурузы, были более жёсткими и лучше переносили полёты при сильном ветре. Эти насекомые способны подниматься навстречу ветру и переноситься на большие расстояния», — сказал Доминик Рейзиг, профессор и специалист по энтомологии в Университете штата Северная Каролина, а также соавтор статьи, описывающей исследование.
Исследователи из Университета штата Северная Каролина и их коллеги хотели выяснить, будут ли совки, питающиеся смесью токсичной и нетоксичной кукурузы, иметь заметные физические отличия от вредителей, питающихся исключительно нетоксичной кукурузой, или вредителей с устойчивостью, способных кормиться исключительно на Bt-кукурузе, содержащей два или три различных токсина. Подавляющее большинство кукурузы и хлопчатника, выращиваемой в США, содержит Bt-токсины для борьбы с вредителями. Хотя американская кукурузная совка получила названия из-за питания кукурузой, вредитель также поедает сою, томаты и хлопчатник, что делает его постоянной проблемой для фермеров в США.
«Кукуруза – это своего рода фабрика для этого насекомого. Кукурузная совка может зимовать, например, в нашем штате Северная Каролина, медленно размножаться в начале сезона, а затем в июле, когда появляются кукурузные рыльца, эти моли проникают внутрь и откладывают яйца. Почти каждый початок кукурузы производит как минимум одну гусеницу, которая, вырастая, становится мотыльком. Это очень много насекомых. Вся эта деятельность также переносится на хлопок и сою, и именно поэтому кукурузная американская совка представляют такую большую проблему», – пояснил Рейзиг.
Были использованы четыре варианта обработки: чистая кукуруза без Bt (вариант обработки 1), чистая Bt-кукуруза с двумя токсинами (Cry1Ab и Cry1F; вариант обработки 2); чистая Bt-кукуруза с тремя токсинами (Cry1Ab, Cry1F и Vip3A; вариант обработки 3); и смешанная Bt-кукуруза, 80% которой содержали три токсина (Cry1AB, Cry1F и Vip3A), а 20% не имели токсинов (вариант обработки 5).
Когда исследователи сравнили формы крыльев моли с разным рационом кормления, выяснилось, что у моли на смешанном рационе уже через одно поколение наблюдались изменения формы крыльев и их прочность — поразительная физическая трансформация. Самцы и самки моли, особенно из обработки 5, имели более длинную и тонкую форму передних крыльев, способствующую дальнему полету. Упругая деформация крыла была значительно более выражена у самок, чем у самцов.
«Похоже, что резистентность развивается быстрее, когда личинки поедают эти смеси, создавая отдельных особей моли с множественными мутациями резистентности. Это одно доказательство того, что смешивание Bt и нетоксичной кукурузы опасно для развития резистентности», — сказал Рейзиг.
Соавторами статьи, опубликованной в журнале Environmental Entomology, являются К. М. Микач, М. Дж. Поули, С. Барклай, Дж. Х. Домингес Давила и Д. Пеццини.
Работа была поддержана грантом на оценку биотехнологических рисков (проект № 2018-33522-28741) Национального института продовольствия и сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства США. Исследование также финансировалось грантом Глобальной партнерской сети университетов (UGPN) (2022–2023).
Источник: NC State University. Фотография предоставлена Стивеном Роберсоном, Университет штата Северная Каролина.
