Американские генетики впервые расшифровали ДНК колорадских жуков и выделили в ней несколько генов, отвечающих за необычно быстрое приспособление этих насекомых к новому климату и экологии. «Что интересно, нам не удалось найти серьезных отличий в структуре генов, отвечающих за сопротивление инсектицидам, между колорадскими жуками и другими насекомыми. Похоже, что они приобрели эту способность не в результате появления новых генов или перестройки генома. Все это делает эту загадку еще более интересной для изучения» – рассказывает Шон Шовилль (Sean Schoville) из университета Висконсина в Мэдисоне (США).

Колорадские жуки (Leptinotarsa decemlineata) являются одним из первых инвазивных видов насекомых, распространившихся по Земле и ставших одними из главных видов сельскохозяйственных вредителей благодаря «помощи» человека. Распространившись по США и Канаде в конце 19 века, эти жуки «мигрировали» вместе с провиантом армии Соединенных Штатов во Францию в конце Первой мировой войны, и в Германию после Второй мировой войны. Первые попытки уничтожить этих жуков при помощи пестицидов закончились провалом – американские «захватчики», как их называли фермеры в ГДР, быстро приспосабливались к отраве и становились неуязвимыми для действия ядов. Дополнительно проблема осложняется тем, что у колорадских жуков нет естественных врагов за пределами США, что делает их одним из самых опасных и живучих «врагов» урожая на Земле.

Шовилль и его коллеги сделали первый шаг к раскрытию тайн успеха этих жуков, расшифровав их ДНК и сравнив устройство их генома с другими вредителями и безобидными насекомыми. Как отмечает генетик, его команду интересовало две вещи – как колорадский жук смог приспособиться к жизни в суровом климате России и других северных стран Европы за очень короткое время, и секреты его выживания при контакте с новыми типами инсектицидов. Ученые получили ответ на первый вопрос – оказалось, что ДНК картофельных вредителей содержит в себе несколько десятков генов, отвечающих за производство очень широкого набора ферментов, способных переваривать крайне разнообразные белки и сахара. Это, как считают генетики, позволяет колорадскому жуку быть практически «всеядным» насекомым, несмотря на его узкую специализацию на картофеле и других паслёновых растениях. С другой стороны, Шовилль и его коллеги не смогли найти генов, отвечающих за неуязвимость колорадских жуков – те участки ДНК, которые отвечают за противодействие инсектицидам, у них имеют ту же структуру и размеры, как и у остальных насекомых. Как надеются ученые, дальнейшее изучение генома поможет им понять, как именно работает эта «суперспособность» жуков.

Тем не менее, генетикам удалось нащупать «ахиллесову пяту» колорадских жуков – оказалось, что их клетки широко используют короткие молекулы РНК для блокировки действия определенных генов, что можно использовать для создания более эффективных версий инсектицидов, к которым вредители приспособятся не так быстро, как к ДДТ и прочим «убийцам колорадских жуков» прошлого. Как отметил Шовилль, сейчас его команда находится в процессе расшифровки ДНК еще сотни колорадских жуков и нескольких их родичей, чьи геномы, как надеются ученые, помогут им раскрыть остальные тайны этих вредителей и окончательно решить проблему 150-летней давности.