Вирус, который останавливает размножение комнатных мух

Комнатные мухи — не просто назойливые насекомые. Они способны переносить патогены животных и человека, вызывающие пищевые заболевания, включая бактерии Escherichia coli, Salmonella и Shigella.

Инсектициды важны для контроля, но комнатные мухи особенно хорошо развивают устойчивость к ним, а их личинки остаются глубоко в своей питательной среде, избегая контакта с распыляемыми средствами.

Учёные из Центра медицинской, сельскохозяйственной и ветеринарной энтомологии (CMAVE) Службы сельскохозяйственных исследований в Гейнсвилле, Флорида, исследуют новые методы, нацеленные на взрослых мух. Многообещающим агентом биологического контроля стал недавно открытый вирус гипертрофии слюнных желез (SGHV). Заражённые вирусом самки мух не производят яйца, а самцы не спариваются.

Энтомолог Крис Геде́н из отдела исследования комаров и мух CMAVE совместно с учёными из Университета Флориды (UF) и Орхусского университета в Дании изучал распространение, круг хозяев вируса и эффективность различных методов его применения.

Как работает вирус

SGHV — один из трёх вирусов недавно открытого семейства "Hytrosaviridae". Два других заражают муху цеце в Африке и вредителя луковичных растений в Европе. Эти вирусы очень специфичны к хозяину, то есть встречаются только у тех насекомых, которых заражают.

По мере репликации SGHV в слюнной железе самок мух происходят изменения и в репродуктивной системе.

"Слюнные железы сильно увеличиваются, яичники остаются маленькими, и муха никогда не может отложить яйца, — говорит Геде́н. — Вирус захватывает контроль над системой производства белка у мухи. Весь белок, который в норме шёл бы в яичники для развития яиц, перенаправляется на производство вирусных частиц".

Вирус может служить потенциальным агентом стерилизации насекомых, снижая плодовитость мух. Исследования этого уникального вируса могут дать ключи к тому, как снизить выработку желточного белка, предоставив шаблон для разработки новых химических средств "контроля рождаемости" у насекомых.

Считается, что мухи заражаются SGHV при питании. Каждый раз, питаясь, заражённые мухи срыгивают на пищу огромное количество вирусных частиц. Здоровые мухи затем питаются заражённой пищей и подхватывают вирус.

Поиск эффективного метода

Обычно уровень заражения вирусом в популяции мух очень низок — около 0,5–1%. Однако иногда обнаруживаются "горячие точки" с высокой активностью SGHV. Например, одна из самых крупных таких точек была найдена на большой молочной ферме в округе Гилкрист, Флорида, где уровень заражения вирусом составлял около 37%.

Наиболее эффективным методом заражения мух оказалось прямое нанесение грубого гомогената — смеси заражённых мух и воды.

"Если мы окунаем мух в гомогенат или позволяем им ходить по обработанной им поверхности, то — бинго! — мы достигаем высоких уровней заражения: 56% датских мух и 50% флоридских мух оказались заражёнными", — говорит Геде́н.

В лабораторных тестах использовали заражённых SGHV комнатных мух, собранных на животноводческих фермах в Дании, и флоридский штамм комнатной мухи "Орландо нормал", выращенный в CMAVE. Вирус, полученный от одной из заражённых датских мух, вводили флоридским мухам, которые оказались высоко восприимчивы к нему. Ни один из четырёх других видов мух, которым вводили вирус, не показал симптомов.

Исследование также показало, что датский и флоридский штаммы SGHV обладают схожей способностью вызывать заражение. В экспериментах с использованием вируса в качестве пищевой приманки уровень заражения комнатных мух составил 22% (датский штамм) и 26% (флоридский штамм). Прямое опрыскивание мух вирусом привело к заражению 18% и 22% мух соответственно.

Воздействие на другие виды

Два других вида — чёрная навозная муха и осенняя жигалка — также серьёзно пострадали от SGHV. Осенние жигалки — важный экономический вредитель, поражающий крупный рогатый скот, свиней, лошадей и других крупных животных.

"Когда мы вводили вирус жигалкам, они не только заражались, но и очень быстро умирали, а у тех, кто не умер, почти не развивались яичники", — отмечает Геде́н.

Учёные обнаружили, что заражённые жигалки производили на 50–75% меньше фекалий, что говорит о менее частом или менее эффективном питании кровью по сравнению со здоровыми мухами. Мухи с вирусом не только не откладывали яйца, но и меньше кусались.

Исследователи также обнаружили, что вирус развивался и реплицировался в слюнной железе, яичниках, телесном жире и других тканях жигалок. Заражённые вирусом мухи имели значительно более короткую продолжительность жизни, чем незаражённые.

Перспективы управления популяциями

Разработка эффективного метода заражения мух SGHV в полевых условиях может значительно снизить численность мух и частоту укусов.

SGHV демонстрирует большой потенциал для контроля популяций мух, но это не быстрое решение.

"Это не инсектицид. Это не то, что вы примените, когда люди жалуются на мух на пикнике, ожидая быстрого сокращения их числа, — поясняет Геде́н. — Это часть комплексной программы управления, при которой вы выходите рано в году, когда естественная популяция мух только начинает расти, поражаете их вирусом, чтобы подорвать репродуктивную способность, и возвращаетесь через 2–3 недели, чтобы повторить".

Статья "House Fly Virus Stops Flies from Reproducing" была опубликована в апрельском выпуске 2013 года журнала Agricultural Research.