Проект Google под названием «Debug» направлен на применение подхода, основанного на использовании бактерий Wolbachia, для сдерживания популяции комаров, переносящих вирус Западного Нила, в Калифорнии и Флориде. Энтомологи настроены оптимистично.
В Калифорнии и Флориде царит оживление — и дело здесь не в летних комарах, а в новостях о стратегии борьбы с ними. Недавно компания Google подала заявку на разрешение выпустить в этих штатах миллионы стерилизованных комаров с целью сокращения популяций комаров, переносящих заболевания, в рамках своего проекта «Debug». Инициатива направлена, в частности, на комаров вида Culex quinquefasciatus, которые являются основными переносчиками вируса Западного Нила. Для этого команда Debug заразила самцов комаров штаммом Wolbachia — бактериальным эндосимбионтом, который, как известно, влияет на репродуктивную способность своего хозяина, что зачастую приводит к стерильности. «Это хорошая идея. В основе этих мер по борьбе с комарами с использованием Wolbachia лежат десятилетия научных исследований», — пояснил эксперт по медицинской энтомологии Эрик Карагата, не участвующий в проекте Debug.
Бактерии рода Wolbachia естественным образом встречаются у многих членистоногих. Эти бактерии являются мастерами репродуктивной манипуляции и могут приводить к появлению нежизнеспособного потомства посредством явления, известного как цитоплазматическая несовместимость. Для успешного спаривания у видов, являющихся носителями Wolbachia, самцы и самки должны быть носителями одного и того же штамма бактерий. Если самец, являющийся носителем Wolbachia, спаривается либо с незаражённой самкой, либо с самкой, являющейся носителем другого типа Wolbachia, спаривание оказывается несовместимым и яйца не вылупляются.
Уже более 50 лет учёные активно изучают способность бактерий Wolbachia влиять на репродуктивную функцию своего хозяина с целью потенциального контроля популяций комаров, переносящих патогены. Компания Google выводит стерильность комаров, вызванную бактерией Wolbachia, на совершенно новый уровень. Согласно информации на сайте Debug, команда разработала автоматизированные системы разведения, чтобы увеличить количество комаров, заражённых Wolbachia, и тем самым сократить популяцию целевых комаров. Они также применили новые методы, сочетающие датчики и алгоритмы, для отделения самцов от самок, чтобы гарантировать выпуск только самцов. Наконец, команда Debug планирует использовать новое программное обеспечение и инструменты мониторинга, чтобы обеспечить выпуск достаточного количества комаров в нужных местах.
В 2017 году Debug провела испытания метода на основе бактерий Wolbachia на комарах Aedes aegypti — основном переносчике вирусов, вызывающих лихорадку денге, чикунгунью и Зика. Внедрив штамм этой бактерии в организм самцов A. aegypti с целью сделать их бесплодными, а затем выпустив этих комаров в округе Фресно, штат Калифорния, исследователи сообщили о снижении количества укусов комаров — что является показателем сокращения популяции — на 95% за три года полевого эксперимента. На этот раз Google запросила разрешение у Агентства по охране окружающей среды США на выпуск 32 миллионов самцов «полезных» комаров Culex quinquefasciatus во Флориде и ещё 32 миллионов — в Калифорнии в течение двух лет. Комары рода Culex являются основными переносчиками вируса Западного Нила — главной причины заболеваний, передаваемых комарами на территории континентальной части США, от которой ежегодно страдают более 2 000 человек.
Хотя комары C. quinquefasciatus естественным образом являются носителями Wolbachia, эта стратегия все равно сработает, пояснил энтомолог Джейсон Расгон, не связанный с проектом Debug. «Они могут выпустить этих [комаров], и даже если выпущенные особи являются носителями Wolbachia, а популяция, в которую их выпускают, также содержит Wolbachia, эти два штамма взаимно несовместимы», — сказал Расгон. Стратегии на основе Wolbachia, как правило, направлены на подавление или замену целевой дикой популяции комаров. Подходы, основанные на замене популяции, используют как самцов, так и самок, и выпуск самок, которые в природе питаются кровью, может быть воспринят общественностью негативно.
Напротив, меры по подавлению популяции, ориентированные на массовый выпуск самцов, зараженных Wolbachia, часто воспринимаются более благосклонно, и как Карагата, так и Расгон отметили, что такие подходы считаются более безопасными. В отличие от самок, у самцов нет ротового аппарата, предназначенного для прокалывания кожи. «Когда люди думают об этой цифре, которую упоминают в связи с выпуском — 32 миллиона самцов комаров, — это звучит немного пугающе, но на самом деле для людей в этих районах нет никакого риска, поскольку комары не смогут питаться кровью людей», — сказал Карагата.
Он также отметил, что меры, основанные на использовании самцов, должны оказывать минимальное воздействие на окружающую среду, поскольку они носят временный характер, то есть после прекращения выпуска комаров целевая популяция комаров может восстановиться. Хотя временный характер этой стратегии обеспечивает гораздо меньшее воздействие на окружающую среду, Расгон пояснил, что это также может быть недостатком с точки зрения стратегии биологического контроля, поскольку для сдерживания целевой популяции комаров требуется постоянный мониторинг и выпуск самцов, что может быть сложно реализовать на обширных территориях. Кроме того, популяции комаров рода Culex, как правило, значительно превосходят по численности популяции комаров рода Aedes, что может потребовать от команды Debug внесения некоторых корректировок в ходе полевых работ.
Хотя в отношении успешности новой меры Debug, основанной на использовании Wolbachia, остается много вопросов, эксперты сходятся во мнении, что тестирование подобных стратегий имеет большое значение. Устойчивость к инсектицидам становится всё более актуальной проблемой среди комаров, а изменение климата приводит к расширению географического ареала распространения комаров и других переносчиков болезней по всему миру. «Во Флориде наблюдается распространение лихорадки денге. Мы сталкивались с крупными вспышками лихорадки Западного Нила как во Флориде, так и в Калифорнии», — рассказал Расгон. «Эти проблемы будут только усугубляться с течением времени. Возможно, они просто пытаются заложить основу, предвидя, что в будущем эти явления действительно станут серьезной проблемой».
