Гибридные мегавредители, развивающиеся в Бразилии, представляют угрозу для посевов во всем мире

Два «мегавредителя», которые уже являются серьезной проблемой для фермеров во всем мире, хлопковая совка и кукурузная совка, скрестились в Бразилии и поменялись генами, придающими устойчивость к пестицидам. Гибридные штаммы, которые развиваются, могут уничтожить сою и другие культуры в Бразилии и во всем мире, если их не удастся контролировать, что поставит под угрозу глобальную продовольственную безопасность.

«Это может стать огромной проблемой», — говорит Крис Джиггинс в Кембриджском университете.

В частности, многие страны импортируют сою из Бразилии, чтобы кормить как людей, так и животных. «Это как бы кормит мир», — говорит Джиггинс.

Более 90 процентов сои, выращиваемой в Бразилии, выращивается генетически модифицированная соя Bt содержащий встроенный пестицид. Если доходность падает из-за того, что вредители становятся устойчивыми, это будет приведет к еще большему росту цен на многие продукты питания. Это также могло бы увеличить вырубку лесов и выбросы парниковых газов, поскольку фермеры компенсируют это за счет расчистки большего количества сельскохозяйственных угодий.

Кукурузный ушной червь (Хеликоверпа зеа) — моль, обитающая в Америке, гусеницы которой поедают большую часть растений. Они особенно вредны для кукурузы, но также питаются многими другими растениями, включая помидоры, картофель, огурцы и баклажаны (баклажаны).

В Бразилии, Х. был не было серьезной проблемой для фермеров, выращивающих сою, поскольку она, как правило, не питает урожай. Но затем, в 2013 г. хлопковая совка (Геликоверпа армигера) был обнаружен в Бразилии. Х. армигера является родственником Х. был широко распространен по всей Евразии. Этих двух бабочек называют мегавредителями, потому что они очень разрушительны и с ними трудно бороться.

«Это довольно исключительные вредители, поэтому я думаю, что это оправдано», — говорит Джиггинс. “Контролировать движение бабочек практически невозможно. Они перемещаются на очень большие расстояния”.

Х. армигера также питается широким спектром растений и, в отличие от Х. былон питается соей, поэтому, когда достиг Бразилии, он вызвал огромные проблемы для фермеров. «Это стоило миллиарды долларов бразильскому сельскому хозяйству», — говорит Джиггинс.

Эта проблема была в значительной степени решена благодаря внедрению Bt-сои, которая генетически модифицированный для производства белка вырабатывается почвенной бактерией Бацилла Тюрингская он токсичен для большинства насекомых.

Считалось, что Х. армигера и Х. был не могли скрещиваться, но в 2018 году генетический анализ выявил несколько гибридов между видами. Джиггинс и его коллеги проанализировали геном почти 1000 бабочек, собранных в Бразилии за последнее десятилетие.

Они обнаружили, что треть Х. армигера теперь несут гены, обеспечивающие устойчивость к токсину Bt – и они получили эти гены от Х. был. Bt-кукуруза была впервые завезена в Северную Америку в 1990-х годах, где некоторые Х. был штаммы выработали устойчивость. Эти гены устойчивости, похоже, распространились в Южную Америку и теперь скрещивались между видами. Пока что гибрид Х. армигера «Это не является серьезной проблемой», — говорит Джиггинс, но ситуация может измениться по мере распространения сопротивления.

Трансфер прошел в обе стороны – почти все Х. был в Бразилии теперь есть ген, обеспечивающий устойчивость к классу инсектицидов, называемому пиретроидами, который был получен от Х. армигера. «Мы просто поражены тем, как быстро это произошло», — говорит Джиггинс.

«Поскольку глобальная связь и изменение климата вместе снижают барьеры для расширения ареала видов, такие мега-вредители, вероятно, станут растущей глобальной проблемой, как и растущие темпы биологических инвазий в целом», — говорит Анджела Макгогран в Университете Вайкато в Новой Зеландии.

Фермеры должны сажать не-Bt-культуры рядом с Bt-культурами, чтобы создать убежища, замедляющие распространение устойчивых вредителей. Однако во многих странах эти рекомендации не следуют.

Растительные компании внедряют новые штаммы культур Bt, которые производят два, три или даже пять различных белков Bt для борьбы с устойчивостью. «Но вывод таких новых продуктов на рынок обходится дорого и медленно, поэтому лучше всего поддерживать эффективность существующих белков Bt с помощью тактики управления резистентностью, включая защиту от воздействия культур Bt», — говорит Брюс Табашник в Университете Аризоны.

Хотя гибридизация может привести к распространению сопротивления, Табашник говорит, что основная проблема заключается в эволюция внутри вида. В Китае штаммы Х. армигера независимо развили устойчивость к исходному токсину Bt, говорит он.