Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Jak „cukrovka“ zachránila švábům život

Evoluční výhoda hendikepu a nový typ rezistence na insekticidy
 |  5. 8. 2002
 |  Vesmír 81, 432, 2002/8

Rus domácí je nejrozšířenějším a pravděpodobně nejznámějším synantropním švábem na světě. K švábům má lidstvo nápadně uniformní postoj jsou všeobecně neoblíbeni a pronásledováni. V minulosti však mnoho účinných prostředků na jejich hubení nebylo. Historie moderní chemické kontroly švábů začíná až po 2. světové válce. Spojení s válkou není zcela náhodné. Jednak armáda podporovala vývoj účinných pesticidů proti medicínsky významným škůdcům, jednak některé organické pesticidy našly předlohu v bojových nervových látkách. Boj se šváby a dalšími škodlivými členovci však nebyl inspirován pouze bojovými chemickými látkami, ale i dobovými válečnými strategiemi, zejména plošnými kobercovými nálety, nechvalně známými z Německa a později i z Vietnamu. Necílené a vysokoobjemové clony pesticidů však přes počáteční více než slibné výsledky zanedlouho slavily vietnamský stupeň úspěšnosti. Jak DDT, tak americkou armádu čekalo (stejně neslavné) stažení z bojiště. Pesticidní i nepesticidní plošní válečníci značně popudili veřejné mínění (viz např. knihu R. Carsonové Mlčící jaro). Aniž bych podceňoval význam environmentalistů, mám podezření, že hlavní příčinou ztroskotání organochlorových insekticidů (chlorovaných uhlovodíků) nebyla hlediska ekologická, toxikologická ani politická, ale rezistence škůdců. Rezistentní populace rusa domácího se objevily překvapivě brzy (konkrétně r. 1948 v texaském Corpus Christi) po plošném nasazení organických pesticidů.

Reakcí lidstva na selhání prvních typů organických pesticidů byl postupný vývoj palety nových skupin pesticidů, známých např. jako organofosfáty, karbamáty, pyretroidy, juvenoidy. A jak reagovali švábi? Vznik dalších typů rezistence. K překonání reziduí toxických látek švábi využívali dvě strategie. Naučili se jednak těmto látkám vyhýbat (vyvinula se behaviorální rezistence), jednak je fyziologicky zbavit aktivity (vyvinula se fyziologická rezistence). Patový průběh závodu ve vystupňovaném chemickém zbrojení lidstvo versus švábi připomíná ilustraci k Červené královně Matta Ridleyho (viz recenzi ve Vesmíru 78, 700, 1999/12).

Změna válečných strategií

Konec století a tisíciletí přinesl technologický i strategický zlom ve stylu vedení válek: zbraně nesmějí zabíjet plošně, ale mají zabíjet cíleně a humánně. Střely lze přesně injektovat větracími otvory do úkrytů a bunkrů. Ani hubitelé hmyzu nebyli nepoučitelní. Důkazem je vznik doktríny precizní cílené aplikace pesticidů. Místo plošných aplikací se objevily technologie injektáže, které umožnily aplikovat pesticidy přímo do úkrytů švábů. Nejde jen o postřiky, ale především o nové potravní nástrahy. Zařízení pro aplikaci insekticidů mají svým vzhledem připomínat vybavení ordinací a operačních sálů. Nástrahy neobsahují dráždivé neurotoxické jedy, ale pomalu působící inhibitory buněčného metabolizmu (např. hydrametylnon). Švábi po jejich požití neviditelně a ukázněně fyziologicky zmrznou ve svých úkrytech, a tak nedráždí jemnocit ani hospodyněk, ani ochránců zvířat. To je značný rozdíl oproti generaci drastických neurotoxických pesticidů, po jejichž zásahu švábi zběsile pobíhali a padali v křečích, roníce bílou pěnu tělních tekutin na všechny strany. Nástrahy navíc nepostihují žádné necílové organizmy ani člověka s jeho domácími mazlíčky, ani své přirozené nepřátele.

Úspěch nástrah byl kolosální. Např. v USA, kde byl problém švábů a jimi působených alergií mimořádně tíživý, se statut škodlivosti švábů během posledních 15 let výrazně snížil. Williama H. Robinsona, světového guru urbánní entomologie z Virginské polytechniky, svedl úspěch insekticidních nástrah dokonce k veřejným prohlášením, že problém švábů a rezistence je vyřešen. V této souvislosti nelze nepřipomenout tolik vysmívaný výrok hlavního lékaře USA Williama H. Stewarta z r. 1969. Řekl tenkrát (asi pod vlivem úspěchů s účinnými syntetickými antibiotiky) něco v tom smyslu, že infekční choroby máme pod kontrolou. Lidé jsou prostě nenapravitelní optimisté. A poučení se šváby na sebe nenechalo dlouho čekat.

Rezistence ke glukóze: první případ behaviorální rezistence na potravní aditiva pesticidů

Insekticidní nástraha Maxforce (obsahující účinnou látku hydrametylnon) byla na rusa domácího nasazena začátkem 80. let. Pověstné černé krabičky, do kterých byla tato nástraha umísťována, skutečně představovaly hrob rusů a jiných druhů švábů. Jak napovídá její anglický název, nástraha působila na rusy plnou silou. Po ošetření se dosahovalo účinnosti do té doby nevídané (více než 90 %), navíc s dlouhodobým ochranným účinkem. To platilo až do r. 1989, kdy byla na Floridě záhadným způsobem účinnost nástrahy vypnuta. Po rozlomení krabiček zvídaví asanační pracovníci zjistili, že většina nástrah je netknutá, přestože se kolem nich nerušeně procházely celé zástupy rusa domácího. Jules Silverman a Donald Bieman, dva pilotní entomologové firmy Clorox Company, byli pověřeni úkolem tuto záhadu vyřešit. Jako obvykle padlo první podezření na rezistenci k účinné látce. Překvapivě se ale ukázalo, že tamní populace rusa jsou vůči hydrametylnonu vysoce citlivé, a ani je nijak neodpuzuje. V tu chvíli oba entomologové pochopili, že jde o situaci vědecky mimořádně zajímavou. Postupným vylučováním jednotlivých složek nakonec dospěli k závěru, že hlavní repelentní složkou nástrahy Maxforce je kukuřičný sirup. Když byl sirup nahrazen, vrátila se účinnost nástrahy opět v plné míře.

Tím však zájem odborníků o inkriminované rezistentní populace rusa neskončil. Další výzkumy, publikované v prestižních fyziologických časopisech, ukázaly, že šlo o averzi na glukózu. Poprvé byla dokumentována behaviorální, dědičně přenášená rezistence (neúplně dominantní znak řízený jediným genem) na netoxickou složku pesticidu (aditivum). Rusové mají na glukózu extrémně vyhraněné názory: buď, anebo. Rezistentní populace se glukózy ani nedotknou, zatímco nerezistentní se po ní mohou utlouct. Jules Silvermann se ve svém článku podivoval nad tím, že může vzniknout potravní averze na univerzální energetický zdroj. Domnívám se, že kromě výše uvedených aplikovaných a fyziologických aspektů představuje tato kauza i zajímavý evoluční fenomén. Rusi cukrovkáři musí být v obvyklém prostředí v obrovské nevýhodě mají silně omezený výběr neglukózní potravy, čímž se zvyšuje zátěž (rizika, energetické výdaje) při jejím vyhledávání, a navíc jsou ochuzeni o energeticky výhodné zdroje. Proto jsou nevyhnutelně odsouzeni k zániku. Těžko se prosadí v tvrdé vnitrodruhové konkurenci nepostižených jedinců, kteří hendikepovaný biotyp rychle v populaci přečíslí. Jenže v evolučním procesu není nic, co by bylo dáno i do budoucna. Dnešní obrovská výhoda může být zítra stejně velkou nevýhodou. Vše záleží na podmínkách. A tak ve změněných podmínkách, kdy je prostředí prosyceno otrávenou glukózou, mohou být cukrovkáři, doposud hendikepovaní, najednou v obrovské výhodě. Pokud tvrdý selekční tlak působí permanentně v jejich prospěch, mají i takto podivní a za jiných podmínek pravděpodobně velmi vzácní jedinci možnost v populaci velmi rychle převládnout. Právě to se stalo v USA. Pouze cukrovkáři odolali smrtícím sladkostem a jako jediní dostali šanci dát vznik nové populaci s převahou stejně postižených potomků.

Efekt výhody hendikepu není nic nového. Například výhodu hendikepu excesivních (nadměrných) ozdob samců v sexuálním výběru popsal známý evoluční biolog A. Zahavi. (Samci těmito ozdobami demonstrují své zdraví a zdatnost.) Ne zcela přesnou analogii výhodného hendikepu lze snad nalézt i v známém učebnicovém příkladu srpkovité anemie, evolučně výhodné pro lidi žijící v prostředí prosyceném toxickými malarickými komáry.

Co dodat? Časy a technologie se mění, ale problémy s rezistencí škůdců zůstávají... a Červená královna se chápavě usmívá.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Entomologie

O autorovi

Václav Stejskal

Ing. Václav Stejskal, Ph.D., (1963), vystudoval Českou zemědělskou univerzitu a Univerzitu Karlovu. Je vedoucí oddělení ochrany zásob a bezpečnosti potravin Výzkumného ústavu rostlinné výroby, v. v. i., kde se zabývá výzkumem ekologie, etologie a metod hubení skladištních členovců a hlodavců. Kromě toho přednáší aplikovanou entomologii na UK a zastupuje ČR ve dvou stálých pracovních skupinách EFSA (European Food Safety Authority, Parma).

Doporučujeme

Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné