Поведение при откладке яиц у насекомых-вредителей повышает долговечность устойчивости Bt-хлопчатника

Поведение насекомых-вредителей при откладке яиц приводит к повышению долговечности устойчивости к насекомым в так называемых Bt-культурах, одновременно способствуя выживанию вредителей в других местах в природе. К такому выводу пришли исследователи из Plant Sciences Group Вагенингенского университета (Нидерланды) в сотрудничестве с Университетом Северной Каролины (США).

Bt-хлопчатник уже более тринадцати лет в больших масштабах выращивается в таких странах, как Китай, Индия и США. За это время устойчивость культуры практически никогда не была преодолена. По мнению учёных, это, вероятно, можно объяснить тем, что некоторые особи насекомых-вредителей предпочитают откладывать яйца на других растениях. Личинки из этих яиц будут развиваться нормально, что даёт им селективное преимущество. Результаты недавно были опубликованы в научном журнале Evolutionary Ecology.

Учёные сделали это открытие с помощью компьютерных моделей. «Эти модели показывают, что выращивание, например, устойчивой к мотылькам хлопчатника эволюционно выгодно для самок мотыльков, которые предпочитают откладывать яйца на других видах растений», — говорит Марсель Дикке, профессор энтомологии Plant Sciences Group. «В результате большая часть популяции мотыльков приобретёт генетический состав, который заставляет их избегать откладки яиц на хлопчатнике и предпочитать другие растения-хозяева. Это означает, что растения хлопчатника останутся устойчивыми в долгосрочной перспективе и свободными от насекомых-вредителей, в то время как мотыльки смогут выживать в других местах в природе».

Впервые было проведено исследование влияния поведения насекомых на долговечность устойчивости растений к насекомым в ГМ-культурах. «На самом деле довольно удивительно, что этот вопрос никогда не исследовался таким образом», — говорит Маартен Йонгсма, учёный из Plant Research International. «Основываясь на других модельных исследованиях, обычно считалось, что устойчивость к насекомым не является долговечной и может быть продлена только путём совместной посадки устойчивых и неустойчивых растений для снижения давления отбора. Именно поэтому американский профессор Фред Гулд, также участвовавший в исследовании, разработал стратегию «убежищ» (refuge strategy), которая была принята в качестве официальной политики. Но наше исследование показывает, что вероятность преодоления устойчивости может быть гораздо меньше, чем вероятность изменения поведенческих предпочтений насекомых».

Поведение

Насекомые обычно способны размножаться на более чем одном типе растений. Поведение самки определяет, на каком растении они откладывают яйца, и у каждой самки есть свои предпочтения. Некоторые самки мотыльков предпочитают откладывать яйца на других растениях, а не на хлопчатнике, даже если хлопчатник не устойчив к их личинкам. Предпочтение определяется генетически.

Если хлопчатник устойчив к мотылькам, самки, предпочитающие другие растения, получают селективное преимущество. Их потомство сможет развиваться и, следовательно, размножаться. В результате доля мотыльков, предпочитающих другие растения, быстро увеличивается, без обязательного увеличения общего числа мотыльков. Эти мотыльки будут поддерживать свою популяцию в других местах в природе, не нанося вреда растениям хлопчатника. Это означает, что изменение поведения насекомых-вредителей обеспечивает долговечность устойчивости растений.

Учёные из Plant Sciences Group Wageningen UR теперь ищут способы изучить поведение при откладке яиц у популяций мотыльков в США, Китае и Индии, чтобы подтвердить свои выводы.