Техника стерильных насекомых - Sterile insect technique - Wikipedia

"RIDL" перенаправляется сюда. Об уязвимости микропроцессора см. Выборка микроархитектурных данных.
В муха-винт был первым вредитель успешно устранены из области с помощью метода стерильных насекомых, за счет использования комплексного подхода на всей территории.

В метод стерильных насекомых (СИДЕТЬ)[1][2] это метод биологическая борьба с насекомыми, при этом подавляющее количество стерильный насекомые выпускаются в дикую природу. Выпущенных насекомых предпочтительно мужской, так как это более рентабельно и самки может в некоторых ситуациях вызвать повреждение, откладывая яйца в урожай, или, в случае комары, взяв кровь у людей. Стерильные самцы соревнуются с дикими самцами за спаривание с самками. Самки, спаривающиеся со стерильным самцом, не производят потомства, тем самым сокращая потомство следующего поколения. численность населения. Стерильные насекомые не самовоспроизводятся и, следовательно, не могут прижиться в окружающей среде. Повторное высвобождение стерильных самцов при низкой плотности популяции может еще больше сократить, а в случаях изоляции уничтожить популяции вредителей, хотя экономически эффективным контроль с плотными целевыми популяциями подвергается подавлению популяции перед выпуском стерильных самцов.

Техника успешно использовалась для искоренения муха-винт (Кохлиомия hominivorax ) из Северной и Центральной Америки. Было достигнуто много успехов в контроле над плодовая муха вредители, особенно Средиземноморская плодовая муха (Головной цератит ) и Мексиканская плодовая муха (Анастрефа Люденс ). Ведутся активные исследования для определения эффективности этого метода в борьбе с Квинслендская плодовая муха (Bactrocera tyroni).

Стерилизация вызвана воздействием облучение на репродуктивные клетки насекомых. SIT не включает выпуск насекомых, модифицированных с помощью трансгенных (генная инженерия) процессов.[3] Более того, МСН не вводит неместные виды в экосистему.

История

Об идее использования стерильных самцов впервые написал российский генетик. В КАЧЕСТВЕ. Серебровский в 1940 г.[4] но англоязычный мир независимо придумал эту идею и применил ее практически в 1950-х годах. Раймонд Бушленд и Эдвард Книплинг разработала МСН для устранения мухи-червей, охотящихся на теплокровных животных, особенно крупного рогатого скота. Они воспользовались тем фактом, что самки винтовых червей спариваются только один раз, чтобы атаковать их размножение. Личинки этих мух вторгаются в открытые раны и въедаются в плоть животных, убивая зараженный скот в течение 10 дней. В 1950-х годах винные черви наносили ежегодный убыток американским мясным и молочным продуктам, который, по прогнозам, превышал 200 миллионов долларов. Личинки винт-червя также могут паразитировать человеческая плоть.

Энтомолог Эдвард Ф. Книплинг

Бушленд и Книплинг начали поиск альтернативы химическому пестициды в конце 1930-х годов, когда они работали на Министерство сельского хозяйства США Лаборатория в Менард, Техас. В то время винт-червь опустошал стада домашнего скота на всем американском юге. Поставки красного мяса и молочных продуктов были затронуты в Мексике, Центральной Америке и Южной Америке.

Книплинг разработал теорию самоцидного контроля - разрыва репродуктивного цикла вредителей. Энтузиазм Бушленда по поводу теории Книплинга побудил пару поискать способ выращивания мух в «фабричных» условиях и найти эффективный способ стерилизовать мух.

Их работу прервал Вторая Мировая Война, но они возобновили свои усилия в начале 1950-х, проведя успешные испытания на популяции винтовых червей Остров Санибел, Флорида. Техника стерильных насекомых сработала; почти полное уничтожение было достигнуто с использованием рентгеновский снимок -стерилизованные мухи.

Успехов

На карте показаны нынешний (оранжевый) и бывший (желтый) ареалы распространения и примерный сезонный разброс муха-винт.

В 1954 году этот метод был использован для уничтожения винтовых червей на площади 176 квадратных миль (460 км).2) остров Кюрасао, от побережья Венесуэла. От глистов избавились за семь недель, что спасло козел стада, которые были источником мяса и молока.

В конце 1950-х - 1970-х годах SIT использовалась для борьбы с популяцией винтовых червей в США. В 1980-х Мексика и Белиз устранили свои «винтовые» проблемы с помощью SIT. В 1990-х годах в Центральной Америке развернулись программы ликвидации, за которыми последовало установление биологического барьера в Панама для предотвращения повторного заражения с юга. На карте показаны нынешний и бывший ареал распространения и примерный сезонный разброс муха-винт.

В 1991 году метод Книплинга и Бушленда остановил серьезную вспышку винт-червя Нового Света в Северной Африке. Программы против Средиземноморская плодовая муха в Мексике, Флориде и Калифорнии используют МСН, чтобы сохранить свой статус бесполетных. Техника использовалась для искоренения дыня муха из Окинава и в борьбе с муха цеце в Африке.

Этот метод подавляет насекомых, угрожающих домашнему скоту, фруктовым, овощным и волокнистым культурам. Этот метод был отмечен за его экологические характеристики: он не оставляет следов и не оказывает (прямого) отрицательного воздействия на нецелевые виды.

Этот метод был благом для защиты сельскохозяйственных продуктов, чтобы прокормить человечество в мире. И Бушленд, и Книплинг получили всемирное признание за свои лидерские качества и научные достижения, в том числе за 1992 год. Мировая продовольственная премия.[5] Технику приветствовали бывшие Министр сельского хозяйства США Орвилл Фриман как «величайшее энтомологическое достижение 20 века».

Африканский трипаносомоз

Сонная болезнь или Африканский трипаносомоз это паразитический болезнь у человека. Вызванный простейшие рода Трипаносома и передается мухой цеце, болезнь эндемична в регионах К югу от Сахары, охватывающая около 36 стран и 60 миллионов человек. По оценкам, от 50 000 до 70 000 человек инфицированы и около 40 000 умирают ежегодно. Три последних эпидемии произошли в 1896-1906, 1920 и 1970 годах.

Исследования мухи цеце показывают, что самки обычно спариваются только один раз (иногда дважды). Исследования показали, что этот процесс эффективен в предотвращении этого бедствия.

Успешные программы

Основная статья: Список испытаний техники стерильных насекомых

Цели

История трансграничных перевозок стерильных насекомых

Трансграничные перевозки стерильных насекомых осуществляются непрерывно в течение 55 лет (с 1963 г.). Общее количество доставленных стерильных насекомых оценивается в более чем один триллион тысяч отправок через границы в 23 страны-получателя с 50 фабрик по производству стерильных насекомых в 25 странах. В течение этого длительного периода и множества прецедентов не было выявлено никаких проблем, связанных с возможными опасностями, и поэтому партия стерильных насекомых никогда не подвергалась каким-либо регулирующим действиям. Стол показывает историю трансграничных перевозок, которые начались в 1963 году с поставок стерильных мексиканских плодовых мух (Анастрефа Люденс, Loew), от Монтеррея, Мексика, до Техаса, США.[17]

Недостатки

  • Для подавления популяций перед использованием стерильных насекомых иногда требуются периоды естественной низкой популяции или повторная обработка пестицидами.
  • Разделение полов может быть трудным,[11] хотя это может быть легко выполнено в больших масштабах там, где были разработаны системы генетического определения пола, например, для средиземноморской плодовой мухи.
  • Лечение облучением, транспортировкой и высвобождением может снизить способность самцов к спариванию.
  • Техника зависит от вида. Например, метод должен применяться отдельно для каждого из 6 экономически важных видов мухи цеце.
  • Массовое выращивание и облучение[18][19] требуют точных процессов. Неудачи случались, когда выпускались неожиданно плодовитые самцы.
  • Подход на территории всего района более эффективен, поскольку миграция диких насекомых из-за пределов контролируемой зоны может воссоздать проблему.
  • Стоимость производства достаточного количества стерильных насекомых может быть непомерно высокой в ​​некоторых местах. [20] но уменьшается из-за эффекта масштаба.

Заключение и перспективы

Биотехнологические подходы, основанные на генетически модифицированный организм (трансгенный организмов) все еще находятся в стадии разработки. Однако, поскольку не существует правовых рамок, разрешающих выпуск таких организмов в природе,[21][22] стерилизация облучением остается наиболее распространенным методом. С 8 по 12 апреля 2002 года в штаб-квартире ФАО в Риме было проведено совещание на тему «Статус и оценка риска использования трансгенных членистоногих для защиты растений». В результате разбирательства[23] встречи были использованы Североамериканская организация по защите растений (НАППО) разработать региональный стандарт НАППО № 27[24] о «Руководящих принципах по ввозу и выпуску трансгенных членистоногих в закрытые поля», которые могут стать основой для рационального использования трансгенных членистоногих.

Экономические выгоды

Продемонстрированы экономические выгоды. Прямые выгоды от искоренения мясной мухи для животноводческой отрасли Северной и Центральной Америки оцениваются более чем в 1,5 миллиарда долларов в год по сравнению с инвестициями в размере около 1 миллиарда долларов за полвека. Мексика защищает экспортный рынок фруктов и овощей стоимостью более 3 миллиардов долларов в год за счет ежегодных инвестиций в размере около 25 миллионов долларов. Статус страны, свободной от средиземноморской мухи, по оценкам, открыл рынки для экспорта фруктов Чили на сумму до 500 миллионов долларов. При внедрении на всей территории и масштабного процесса выращивания, SIT является экономически выгодным по сравнению с традиционным контролем, помимо своих экологических преимуществ.[25]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Dyck, V.A .; Hendrichs, J .; Робинсон, А.С., ред. (2005). Метод стерильных насекомых: принципы и практика комплексной борьбы с вредителями на всей территории. Дордрехт, Нидерланды: Springer. ISBN  1-4020-4050-4.
  2. ^ Врейсен, М. Дж. Б., Робинсон, А. С., и Хендрикс, Дж. (2007). «Повсеместная борьба с насекомыми-вредителями: от исследований до полевых работ». С. 789 Springer, Дордрехт, Нидерланды
  3. ^ (На французском) Луиджи Д'Андреа, "Des insectes transgéniques contre la dengue. Sous quel contrôle et avec quels disers?", Остановить информацию об OGM, нет. 52, 2013.
  4. ^ Серебровский, А. (1940). «[О возможности нового метода борьбы с насекомыми-вредителями]». Zool. Ж. 19: 618–630.
  5. ^ https://www.worldfoodprize.org/en/laureates/19871999_laureates/1992_knipling_and_bushland/
  6. ^ Широкоэкранный метод стерильных насекомых для уничтожения личинки (Diptera: Calliphoridae)
  7. ^ Программа освобождения стерильных насекомых Оканаган-Кутеней (SIR)
  8. ^ Техника стерильных насекомых: пример применения к дынной мухе Bactrocera cucurbitae. (по состоянию на 13 декабря 2016 г.)
  9. ^ Список объектов SIT
  10. ^ Бенедикт Марк К., Алан С. Робинсон и Барт Дж. Дж. Кнолс (редакторы) 2009. Разработка метода стерильных насекомых для переносчиков африканской малярии. Журнал о малярии, том 8, приложение 2 "
  11. ^ а б Мамай, Вадака; Майга, Хамиду; Сомда, Нанвинтум Северин Бимбиле; Валлнер, Томас; Концаль, Анна; Ямада, Ханано; Буйе, Жереми (2020). "Aedes aegypti развитие личинок и производство куколок в стойле массового выращивания ФАО / МАГАТЭ и факторы, влияющие на эффективность сортировки по полу ». Паразит. 27: 43. Дои:10.1051 / паразит / 2020041. ISSN  1776-1042. открытый доступ
  12. ^ Генно-инженерный спецназ
  13. ^ Chen, Lin H .; Хамер, Дэвидсон Х. (2016). «Вирус Зика: быстрое распространение в Западном полушарии». Анналы внутренней медицины. 164 (9): 613–5. Дои:10.7326 / M16-0150. ISSN  0003-4819. PMID  26832396.
  14. ^ МАГАТЭ
  15. ^ Всемирный каталог объектов SIT
  16. ^ Международная база данных по дезинсекции и стерилизации насекомых
  17. ^ Узнать больше о Упаковка, транспортировка, хранение и выпуск стерильных насекомых.
  18. ^ ФАО / МАГАТЭ / USDA-2003-Руководство по контролю качества продукции и процедурам транспортировки стерильных плодовых мух тефритид массового выращивания, версия 5.0. Международное агентство по атомной энергии, Вена, Австрия. 85pp.
  19. ^ ФАО / МАГАТЭ. 2006. Стандартные оперативные процедуры ФАО / МАГАТЭ в отношении массового разведения мухи цеце, версия 1.0. Международное агентство по атомной энергии, Вена, Австрия. 239pp.
  20. ^ Мамай, Вадака; Бимбиле Сомда, Нанвинтум Северин; Майга, Хамиду; Концаль, Анна; Валлнер, Томас; Бахум, Маме Тьерно; Ямада, Ханано; Буйе, Жереми (2019). «Черный солдат летит (Hermetia illucens) порошок личинок в качестве ингредиента в рационе личинок массового разведения комаров Aedes ". Паразит. 26: 57. Дои:10.1051 / паразит / 2019059. ISSN  1776-1042. открытый доступ
  21. ^ Knols BG и Louis C. 2005. Лабораторные и полевые исследования по генетическому контролю переносчиков болезней. В материалах совместного семинара ВОЗ / TDR, NIAID, МАГАТЭ и Frontis по объединению лабораторных и полевых исследований для генетического контроля переносчиков болезней, Найроби, Кения, 14–16 июля 2004 г. Вагенинген. Frontis
  22. ^ Скотт, TW; Таккен, Вт; Knols, BG; Бете, К. (2002). «Экология генетически модифицированных комаров». Наука. 298 (5591): 117–119. Дои:10.1126 / science.298.5591.117.
  23. ^ Статус и оценка риска использования трансгенных членистоногих в защите растений (PDF). 2002. Получено 17 сентября, 2016.
  24. ^ Региональный стандарт НАППО № 27 В архиве 2008-08-20 на Wayback Machine
  25. ^ Хендрикс, Хорхе и Алан Робинсон. 2009. Техника стерильных насекомых. В Энциклопедия насекомых, изд. Винсент Х. Реш и Ринг Т. Карде. С. 953–957. Второе издание. Лондон, Оксфорд, Бостон, Нью-Йорк и Сан-Диего: Academic Press, Elsevier Science Publisher.

внешняя ссылка