Steril insektsteknik

Skruvmaskflugan var den första skadegöraren som framgångsrikt eliminerades från ett område genom den sterila insektstekniken, med hjälp av en integrerad områdesövergripande strategi .

Den sterila insektstekniken ( SIT ) är en metod för biologisk insektsbekämpning , där ett överväldigande antal sterila insekter släpps ut i naturen. De utsläppta insekterna är företrädesvis hanar , eftersom detta är mer kostnadseffektivt och honorna kan i vissa situationer orsaka skada genom att lägga ägg i grödan, eller, när det gäller myggor , ta blod från människor. De sterila hanarna tävlar med fertila hanar om att para sig med honorna. Honor som parar sig med en steril hane producerar ingen avkomma, vilket minskar nästa generations befolkning . Sterila insekter är inte självreplikerande och kan därför inte etablera sig i miljön. Upprepad frisättning av sterila hanar över låga befolkningstätheter kan ytterligare minska och i fall av isolering eliminera skadedjurspopulationer, även om kostnadseffektiv kontroll med täta målpopulationer utsätts för befolkningsundertryckning innan de sterila hanarna släpps.

Tekniken har framgångsrikt använts för att utrota skruvmaskflugan ( Cochliomyia hominivorax ) från Nord- och Centralamerika. Många framgångar har uppnåtts för bekämpning av fruktflugor , särskilt medelhavsfruktflugan ( Ceratitis capitata ) och den mexikanska fruktflugan ( Anastrepha ludens ). Aktiv forskning bedrivs för att fastställa denna tekniks effektivitet för att bekämpa fruktflugan i Queensland ( Bactrocera tryoni) .

Sterilisering induceras genom effekterna av röntgenfotonbestrålning på insekternas reproduktionsceller . SIT involverar inte frisättning av insekter som modifierats genom transgena (genteknik) processer. Dessutom introducerar SIT inte främmande arter i ett ekosystem.

Historia

Användningen av sterila män beskrevs först av den ryske genetikern AS Serebrovsky 1940, men den engelsktalande världen kom på idén självständigt och tillämpade den praktiskt taget runt 1950-talet. Raymond Bushland och Edward Knipling utvecklade SIT för att eliminera skruvmaskar som jagar på varmblodiga djur, särskilt nötkreatur; detta var effektivt eftersom kvinnliga skruvmaskar parar sig bara en gång. Larverna av dessa flugor invaderar öppna sår och äter sig in i djurkött och dödar infekterade boskap inom 10 dagar. På 1950-talet orsakade skruvmaskar årliga förluster för amerikanska kött- och mejeriförråd som beräknades till över 200 miljoner dollar. Skruvmask maggots kan också parasitera människokött.

Entomolog Edward F. Knipling

Bushland och Knipling började leta efter ett alternativ till kemiska bekämpningsmedel i slutet av 1930-talet när de arbetade på United States Department of Agriculture Laboratory i Menard, Texas . På den tiden ödelade skruvmasken boskapsbesättningar över hela den amerikanska södern. Rött kött och mejeriprodukter påverkades i Mexiko, Centralamerika och Sydamerika.

Knipling utvecklade teorin om autocidkontroll – att bryta skadedjurets reproduktionscykel. Bushlands entusiasm för Kniplings teori fick paret att leta efter ett sätt att föda upp flugor i en "fabriksmiljö", och att hitta ett effektivt sätt att sterilisera flugor.

Deras arbete avbröts av andra världskriget , men de återupptog sina ansträngningar i början av 1950-talet med framgångsrika tester på skruvmaskpopulationen på Sanibel Island , Florida . Den sterila insektstekniken fungerade; nästan utrotning uppnåddes med hjälp av röntgensteriliserade flugor.

Framgångar

Kartan visar nuvarande (orange) och tidigare (gula) utbredningsområde och skruvmaskflugans ungefärliga säsongsutbredning .

1954 användes tekniken för att utrota skruvmaskar från den 460 km 2 stora ön Curaçao , utanför Venezuelas kust . Skruvmaskar eliminerades på sju veckor, vilket räddade de tama getbesättningarna som var en källa till kött och mjölk.

Under slutet av 1950-talet till 1970-talet användes SIT för att kontrollera skruvmaskpopulationen i USA. På 1980-talet eliminerade Mexiko och Belize sina skruvmaskproblem med SIT. Utrotningsprogram fortsatte över Centralamerika på 1990-talet, följt av etableringen av en biologisk barriär i Panama för att förhindra återangrepp från söder. Kartan visar nuvarande och tidigare utbredningsområde och skruvmaskflugans ungefärliga årstidsutbredning .

1991 stoppade Knipling och Bushlands teknik ett allvarligt utbrott av Nya världens skruvmask i norra Afrika. Program mot medelhavsfruktflugan i Mexiko, Florida och Kalifornien använder SIT för att behålla sin flugfri status. Tekniken användes för att utrota melonflugan från Okinawa och i kampen mot tsetseflugan i Afrika.

Tekniken har undertryckt insekter som hotar boskap, frukt, grönsaker och fibergrödor. Tekniken hyllades för sina miljöegenskaper: den lämnar inga rester och har ingen (direkt) negativ effekt på icke-målarter.

Tekniken har varit en välsignelse för att skydda jordbruksprodukterna för att mata världens mänskliga befolkning. Både Bushland och Knipling fick världsomspännande erkännande för sitt ledarskap och sina vetenskapliga prestationer, inklusive 1992 års World Food Prize . Tekniken hyllades av USA:s tidigare jordbruksminister Orville Freeman som "den största entomologiska bedriften under 1900-talet."

Afrikansk trypanosomiasis

Sömnsjuka eller afrikansk trypanosomiasis är en parasitisk sjukdom hos människor. Orsakad av protozoer av släktet Trypanosoma och överförs av tsetseflugan, är sjukdomen endemisk i regioner i Afrika söder om Sahara och täcker cirka 36 länder och 60 miljoner människor. Uppskattningsvis är 50 000 – 70 000 människor smittade och cirka 40 000 dör varje år. De tre senaste epidemierna inträffade 1896 -1906, 1920 och 1970.

Studier av tsetseflugan visar att honor i allmänhet bara parar sig en gång (ibland två gånger). Studier fann att denna process var effektiv för att förebygga gissel.

Framgångsrika program

Huvudartikel: Lista över sterila insektsteknikförsök

Mål

Historien om gränsöverskridande transporter av sterila insekter

Gränsöverskridande transporter av sterila insekter har skett kontinuerligt i 55 år (sedan 1963). Det totala antalet skickade sterila insekter har uppskattats till mer än en biljon av tusentals transporter över gränserna till 23 mottagarländer från 50 sterila insektsfabriker i 25 länder. Under denna långa period och många prejudikat har inga problem associerade med möjliga faror identifierats, och därför har transporten av sterila insekter aldrig utsatts för några reglerande åtgärder. Tabellen visar historien om gränsöverskridande transporter som startade 1963 med transporter av steril mexikansk fruktfluga ( Anastrepha ludens , Loew), från Monterrey, Mexiko, till Texas, USA.

Nackdelar

  • Naturligtvis låga populationsperioder eller upprepad bekämpningsmedelsbehandling krävs ibland för att undertrycka populationer innan sterila insekter används.
  • Könsseparation kan vara svårt, även om detta enkelt kan utföras i stor skala där genetiska könssystem har utvecklats som för Medelhavsfruktflugan.
  • Strålnings-, transport- och frisättningsbehandlingar kan minska manlig parningskondition.
  • Tekniken är artspecifik. Till exempel måste tekniken implementeras separat för var och en av de 6 ekonomiskt viktiga tsetseflugarterna.
  • Massuppfödning och bestrålning kräver precisionsprocesser. Misslyckanden har inträffat när oväntat fertila avelshanar släppts ut.
  • Ett områdesomfattande tillvägagångssätt är mer effektivt, eftersom migration av vilda insekter från utanför kontrollområdet kan återskapa problemet.
  • Kostnaden för att producera tillräckligt med sterila insekter kan vara oöverkomliga på vissa platser men minskar med stordriftsfördelar .

Slutsats och perspektiv

Biotekniska tillvägagångssätt baserade på genetiskt modifierade organismer ( transgena organismer) är fortfarande under utveckling. Men eftersom det inte finns någon rättslig ram för att tillåta utsläppande av sådana organismer i naturen, är sterilisering genom bestrålning fortfarande den mest använda tekniken. Ett möte hölls i FAO:s högkvarter i Rom den 8-12 april 2002 om "Status och riskbedömning av användningen av transgena leddjur i växtskyddet". Resultatet av mötet har använts av den nordamerikanska växtskyddsorganisationen (NAPPO) för att utveckla NAPPOs regionala standard nr 27 om "riktlinjer för import och frisättning av transgena leddjur i begränsat fält", som kan utgöra grunden för den rationella utvecklingen av användningen av transgena leddjur.

Ekonomiska fördelar

Ekonomiska fördelar har påvisats. De direkta fördelarna med utrotning av skruvmask för den nord- och centralamerikanska boskapsindustrin uppskattas till över 1,5 miljarder dollar/år, jämfört med en investering över ett halvt sekel runt 1 miljard dollar. Mexiko skyddar en frukt- och grönsaksexportmarknad på över 3 miljarder USD/år genom en årlig investering runt 25 miljoner USD. Medfly-fri status har uppskattats ha öppnat marknader för Chiles fruktexport upp till 500 miljoner dollar. När det implementeras på en områdesomfattande basis och en skalad uppfödningsprocess är SIT kostnadskonkurrenskraftigt med konventionell styrning, utöver dess miljöfördelar.

Relaterade tekniker i växter

En liknande teknik som SIT har nyligen tillämpats på ogräs med hjälp av bestrålat pollen, vilket resulterar i deformerade frön som inte spirar.

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Sterile_insect_technique&oldid=1113282888 "